初中物理探究方法

1、初中物理探究方法研究物理的科學方法有許多，經(jīng)常用到的有觀察法、實驗法、比較法、類比法、等效法、轉(zhuǎn)換法、控制變量法、模型法、科學推理法等。研究某些物理知識或物理規(guī)律，往往要同時用到幾種研究方法。如在研究電阻的大小與哪些因素有關(guān)時，我們同時用到了觀察法（觀察電流表的示數(shù)）、轉(zhuǎn)換法（把電阻的大小轉(zhuǎn)換成電流的大小、通過研究電流的大小來得到電阻的大小）、歸納法（將分別得出的電阻與材料、長度、橫截面積、溫度有關(guān)的信息歸納在一起）、和控制變量法（在研究電阻與長度有關(guān)時控制了材料、橫截面積）等方法?？梢?，物理的科學方法題無法細致的分類。只能根據(jù)題意看題中強調(diào)的是哪一過程，來分析解答。下面我們將一些重要的實驗方

2、法進行一下分析。一、控制變量法控制變量法：物理學中對于多因素（多變量）的問題，常常采用控制因素（變量）的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題。每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物的影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法。它是科學探究中的重要思想方法，廣泛地運用在各種科學探索和科學實驗研究之中。 可以說任何物理實驗，都要按照實驗目的、原理和方法控制某些條件來研究。如：導體中的電流與導體兩端的電壓以及導體的電阻都有關(guān)系，中學物理實驗難以同時研究電流與導體兩端的電壓和導體的電阻的關(guān)系，而是在分別控制導體的電阻與導體兩端的電壓不變的

3、情況下，研究導體中的電流跟這段導體兩端的電壓和導體的電阻的關(guān)系，分別得出實驗結(jié)論。通過學生實驗，讓學生在動腦與動手，理論與實踐的結(jié)合上找到這“兩個關(guān)系”，最終得出歐姆定律IU/R。為了研究導體的電阻大小與哪些因素有關(guān)， 控制導體的長度和材料不變，研究導體電阻與橫截面積的關(guān)系。為了研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)，保證壓力相同時，研究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系。利用控制變量法研究物理問題，注重了知識的形成過程，有利于扭轉(zhuǎn)重結(jié)論、輕過程的傾向，有助于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，使學生學會學習。中學物理課本中:1蒸發(fā)的快慢與哪些因素的有關(guān)；2滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)；3液體壓強與哪些因素有關(guān)；

4、4研究浮力大小與哪些因素有關(guān)；5壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)；6滑輪組的機械效率與哪些因素有關(guān)；7動能、重力勢能大小與哪些因素有關(guān)；8導體的電阻與哪些因素有關(guān)；9研究電阻一定、電流與電壓的關(guān)系；10研究電壓一定、電流和電阻的關(guān)系；11研究電流做功的多少跟哪些因素有關(guān)系；12電流的熱效應與哪些因素有關(guān)；13研究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關(guān)系；14研究影響力的作用效果的因素；15研究琴弦發(fā)聲的音調(diào)與弦粗細、松緊、長短的關(guān)系；16研究物體吸熱與物質(zhì)種類、質(zhì)量、溫度的關(guān)系17；研究通電導體在磁場中的受力與哪些因素有關(guān)；18研究影響感應電流的方向因素等均應用了這種科學方法。二、轉(zhuǎn)換法一些比較抽象的看不

5、見、摸不著的物質(zhì)的微觀現(xiàn)象，要研究它們的運動等規(guī)律，使之轉(zhuǎn)化為學生熟知的看得見、摸得著的宏觀現(xiàn)象來認識它們。這種方法在科學上叫做“轉(zhuǎn)換法”。 如：分子的運動，電流的存在等，如：空氣看不見、摸不到，我們可以根據(jù)空氣流動（風）所產(chǎn)生的作用來認識它；分子看不見、摸不到，不好研究，可以通過研究墨水的擴散現(xiàn)象去認識它；電流看不見、摸不到，判斷電路中是否有電流時，我們可以根據(jù)電流產(chǎn)生的效應來認識它；磁場看不見、摸不到，我們可以根據(jù)它產(chǎn)生的作用來認識它。再如，有一些物理量不容易測得，我們可以根據(jù)定義式轉(zhuǎn)換成直接測得的物理量。在由其定義式計算出其值，如電功率（我們無法直接測出電功率只能通過PUI利用電流表、電

6、壓表測出U、I計算得出P）、電阻、密度等。 中學物理課本中，測不規(guī)則小石塊的體積我們轉(zhuǎn)換成測排開水的體積（這里也有等效思維）我們測曲線的長短時轉(zhuǎn)換成細棉線的長度在測量滑動摩擦力時轉(zhuǎn)換成測拉力的大小大氣壓強的測量（無法直接測出大氣壓的值，轉(zhuǎn)換成求被大氣壓壓起的水銀柱的壓強）測硬幣的直徑時轉(zhuǎn)換成測刻度尺的長度測液體壓強（我們將液體的壓強轉(zhuǎn)換成我們能看到的液柱高度差的變化）通過電流的效應來判斷電流的存在（我們無法直接看到電流），通過磁場的效應來證明磁場的存在（我們無法直接看到磁場），研究物體內(nèi)能與溫度的關(guān)系（我們無法直接感知內(nèi)能的變化，只能轉(zhuǎn)換成測出溫度的改變來說明內(nèi)能的變化）；在研究電熱與電流、電

7、阻的因素時，我們將電熱的多少轉(zhuǎn)換成液柱上升的高度。在我們研究電功與什么因素有關(guān)的時候，我們將電功的多少轉(zhuǎn)換成砝碼上升的高度。密度、功率、電功率、電阻、壓強（大氣壓強）等物理量都是利用轉(zhuǎn)換法測得的。物體發(fā)生形變或運動狀態(tài)改變可證明此物受到力的作用；蘋果落地可證明重力存在；馬得堡半球?qū)嶒灴勺C明大氣壓的存在；霧的出現(xiàn)可證明空氣中含有水蒸氣；影的形成可以證明光沿直線傳播；月食現(xiàn)象可證明月亮不是光源；奧斯特實驗可證明電流周圍有磁場；指南針指南北可證明地磁場的存在；手機能打電話可證明電磁波的存在；擴散現(xiàn)象可證明分子做無規(guī)則運動；鉛塊實驗可證明分子間引力的存在；運動的物體能對外做功可證明它具有能。在我們回答

8、動能與什么因素有關(guān)時，我們回答說小球在平面上滑動的越遠則動能越大，就是將動能的大小轉(zhuǎn)換成了小球運動的遠近。以上列舉的這些問題均應用了這種科學方法。例：1、分子運動看不見、摸不著，不好研究，但科學家可以通過研究墨水的擴散現(xiàn)象去認識它，這種方法在科學上叫做“轉(zhuǎn)換法。下面是小明同學在學習中遇到的四個研究實例，其中采取的方法與剛才研究分子運動的方法相同的是( )A.利用磁感應線去研究磁場問題B.電流看不見、摸不著，判斷電路中是否有電流時，我們可通過電路中的燈泡是否發(fā)光去確定C.研究電流與電壓、電阻關(guān)系時，先使電阻不變?nèi)パ芯侩娏髋c電壓的關(guān)系：然后再讓電壓不變?nèi)パ芯侩娏髋c電阻的關(guān)系D.研究電流時，將它比做

9、水流三、等效替代法：等效法是常用的科學思維方法。所謂“等效法”就是在特定的某種意義上，在保證效果相同的前提下，將陌生的、復雜的、難處理的問題轉(zhuǎn)換成熟悉的、容易的、易處理的一種方法。等效思維的實質(zhì)是在效果相同的情況下，將較為復雜的實際問題變換為簡單的熟悉問題，以便突出主要因素，抓住它的本質(zhì)，找出其中規(guī)律.因此應用等效法時往往是用較簡單的因素代替較復雜的因素，以使問題得到簡化而便于求解。等效或稱等價是指不同的物理現(xiàn)象、模型、過程等在物理意義、作用效果或物理規(guī)律方面是相同的。它們之間可以相互替代，而保證結(jié)論不變。等效的方法是指面對一個較為復雜的問題，提出一個簡單的方案或設(shè)想，而使它們的效果完全相同，

10、從而將問題化難為易，求得解決。舉例：比如在研究合力時，一個力與兩個力使彈簧發(fā)生的形變是等效的，那么這一個力就替代了兩個力所以叫等效替代法，在研究串、并聯(lián)電路的總電阻時，也用到了這樣的方法。在平面鏡成像的實驗中我們利用兩個完全相同的蠟燭，驗證物與像的大小相同，因為我們無法真正的測出物與像的大小關(guān)系，所以我們利用了一個完全相同的另一根蠟燭來等效替代物體的大小。通過稱重法建立浮力的概念，就是應用等效法四、累積法在測量微小量的時候，我們常常將微小的量積累成一個比較大的量、比如在測量一張紙的厚度的時候，我們先測量100張紙的厚度在將結(jié)果除以100，這樣使測量的結(jié)果更接近真實的值就是采取的積累法。要測量出

11、一張郵票的質(zhì)量、測量出心跳一下的時間，測量出導線的直徑，均可用積累法來完成。嚴格地說積累法也屬于轉(zhuǎn)換法。五、類比法在我們學習一些十分抽象的，看不見、摸不著的物理量時，由于不易理解我們就拿出一個大家能看見的與之很相似的量來進行對照學習。如電流的形成、電壓的作用通過以熟悉的水流的形成，水壓使水管中形成了水流進行類比，從而得出電壓是形成電流的原因的結(jié)論。學生在學習電學知識時，在老師的引導下，聯(lián)想到：水壓迫使水沿著一定的方向流動，使水管中形成了水流；類似的，電壓迫使自由電荷做定向移動使電路中形成了電流。抽水機是提供水壓的裝置；類似的，電源是提供電壓的裝置。水流通過渦輪時，消耗水能轉(zhuǎn)化為渦輪的動能；類似

12、的，電流通過電燈時，消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。我們學習分子動能的時候與物體的動能進行類比；學習功率時，將功率和速度進行類比。例： 1、某同學在學習電學知識時，在老師的引導下，聯(lián)想力學實驗現(xiàn)象，進行比較并找出了一些相類似的規(guī)律，其中不準確的是( ) A.水壓使水管中形成水流；類似地，電壓使電路中形成電流B.抽水機是提供水壓的裝置；類似地，電源是提供電壓的裝置C.抽水機工作時消耗水能；類似地，電燈發(fā)光時消耗電能D.水流通過渦輪時，消耗水能轉(zhuǎn)化為渦輪的動能：類似地，電流通過電燈時，消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能 通過類比，用大家熟悉的水流、水壓的直觀認識，使得看不見、摸不著的抽象的電流、電壓等知識躍然紙面，栩

13、栩如生。六、理想化物理模型：實際現(xiàn)象和過程一般都十分復雜的，涉及到眾多的因素，采用模型方法對學習和研究起到了簡化和純化的作用。但簡化后的模型一定要表現(xiàn)出原型所反映出的特點、知識。模型法有較大的靈活性。每種模型有限定的運用條件和運用的范圍。中學課本中很多知識都應用了這個方法，比如有：液柱、（比如在求液體對豎直的容器底的壓強的時候，我們就選了一個液柱作為研究的對象簡化，簡化后的模型依然保留原來的特點和知識）光線、（在我們學習光線的時候光線是一束的，而且是看不見的，我們使用一條看的見的實線來表示就是將問題簡化，利用了理想化模型）液片、（在我們研究連通器的特點，求大氣壓時我們都在某一位置取了一個液面，

14、研究該液面所受到的壓強和壓力，也是將問題簡化，利用理想化模型法）光沿直線傳播；（在我們學習中我們知道真正的空氣是各處都不均勻的，比如越往上空氣越稀薄，在比如因為空氣各處不均勻形成了風，而在光是沿直線傳播一節(jié)中我們將問題簡化，只取一個簡單的模型，一條光線在均勻的介質(zhì)中傳播）勻速直線運動；（生活中很少有一個物體真正的做勻速直線運動，在我們研究問題的時候勻速直線運動只是一個模型）磁感線（磁感線是不存在的一條線，但是我們?yōu)榱吮阌谘芯看艌鑫覀內(nèi)藶榈囊肓艘粭l線，將我們研究的問題簡化。）光滑平面（研究力學時常用到光滑平面，即物體表面沒有摩擦，但是真正沒有摩擦的表面是沒有的為了問題的簡化就把很小的摩擦不考慮

15、就假設(shè)物體表面光滑）例：1、在我們學習物理知識的過程中，運用物理模型進行研究的是( )多項選擇A、建立速度概念 B、研究光的直線傳播 C、用磁感應線描述磁場 D、分析物體的質(zhì)量 七、科學推理法：當你在對觀察到的現(xiàn)象進行解釋的時候就是在進行推理，或說是在做出推論，例如當你家的狗在叫的時，你可能會推想有人在你家的門外，要做出這一推論，你就需要把現(xiàn)象（狗的叫聲）與以往的知識經(jīng)驗，即有陌生人來時狗會叫結(jié)合起來。這樣才能得出符合邏輯的答案如：在進行牛頓第一定律的實驗時，當我們把物體在越光滑的平面運動的就越遠的知識結(jié)合起來我們就推理出，如果平面絕對光滑物體將永遠做勻速直線運動。如：在做真空不能傳聲的實驗時

16、，當我們發(fā)現(xiàn)空氣越少，傳出的聲音就越小時，我們就推理出，真空是不能傳聲的。八、放大法在有些實驗中，實驗的現(xiàn)象我們是能看到的，但是不容易觀察。我們就將產(chǎn)生的效果進行放大再進行研究。 比如音叉的振動很不容易觀察，所以我們利用小泡沫球?qū)⑵洮F(xiàn)象放大。觀察壓力對玻璃瓶的作用效果時我們將玻璃瓶密閉，裝水，插上一個小玻璃管，將玻璃瓶的形變引起的液面變化放大成小玻璃管液面的變化。嚴格說放大法也屬于轉(zhuǎn)換法九、歸納法：是通過樣本信息來推斷總體信息的技術(shù)。要做出正確的歸納，就要從總體中選出的樣本，這個樣本必須足夠大而且具有代表性。在我們買葡萄的時候就用了歸納法，我們往往先嘗一嘗，如果都很甜，就歸納出所有的葡萄都很甜

17、的，就放心的買上一大串。比如銅能導電，銀能導電，鋅能導電則歸納出金屬能導電。在實驗中為了驗證一個物理規(guī)律或定理，反復的通過實驗來驗證他的正確性然后歸納、分析整理得出正確的結(jié)論。在阿基米德原理中，為了驗證F浮G排，我們分別利用石塊和木塊做了兩次實驗，歸納、整理均得出F浮G排，于是我們驗證了阿基米德原理的正確性，使用的正是這種方法。在驗證杠桿的平衡條件中，我們反復做了三次實驗來驗證F1×L1F2×L2也是利用這種方法。一切發(fā)聲體都在振動結(jié)論的得出（在實驗中對多種結(jié)論進行分析整理并得出最后結(jié)論時），都要用到這一方法。在驗證導體的電阻與什么因素有關(guān)的時候，經(jīng)過多次的實驗我們得出了導

18、體的電阻與長度，材料，橫截面積，溫度有關(guān)，也是將實驗的結(jié)論整理到一起后歸納總結(jié)得出的。在所有的科學實驗和原理的得出中，我們幾乎都用到了這種方法。運用歸納法得出的結(jié)論更具有普遍性。運用這種思維方法時實驗一定要改變條件多做幾次，否則得出的結(jié)論可能是特殊結(jié)論，而不具備普遍性。十、比較法（對比法）當你想尋找兩件事物的相同和不同之處，就需要用到比較法，可以進行比較的事物和物理量很多，對不同或有聯(lián)系的兩個對象進行比較，我們主要從中尋找它們的不同點和相同點，從而進一步揭示事物的本質(zhì)屬性。如，比較蒸發(fā)和沸騰的異同點。如，比較汽油機和柴油機的異同點 如，電動機和熱機。如，壓表和電流表的使用利用比較法不僅加深了對它們的理解和區(qū)別，使同學們很快地記住它們，還能發(fā)現(xiàn)一些有趣的東西。十一、分類法把固體分為晶體和非晶體兩類、