初中物理方法解析

初中物理方法解析

鄭州市教育局教研室

葉曉軍

例題：某校研究性學(xué)習(xí)小組在探究“液體蒸發(fā)的快慢與哪些因素有關(guān)”的過程中，根據(jù)生活經(jīng)驗提出了以下兩種猜想：

猜想一：液體蒸發(fā)的快慢可能和物質(zhì)的種類有關(guān)。

猜想二：液體蒸發(fā)的快慢和液體表面空氣流動的快慢有關(guān)。

針對猜想一，同學(xué)們設(shè)計的實驗及觀察到的現(xiàn)象如下：

在玻璃板上，同時用酒精和水涂一個同樣大的圓斑，觀察發(fā)現(xiàn)酒精圓斑先干了。

請你認(rèn)真思考下列問題，并回答：

（1）同學(xué)們通過實驗得出的結(jié)論是：

；

（2）實驗中“涂同樣大的圓斑”其目的是：

；

（3）設(shè)計出研究猜想二的實驗方案：

。

蒸發(fā)的快慢與液體種類有關(guān)

控制變量，使之在相同的條件下進行比較在兩個表面積相同的同種液體條件下，比較不同空氣流動快慢時的蒸發(fā)情況

一、控制變量法

在研究物理問題時，當(dāng)一個物理量與多個因素有關(guān)時，為了確定這個物理量與某個因素的關(guān)系，就需要控制其它因素不變只改變這個因素，看所研究的物理量與這個因素的變化關(guān)系，這種方法就叫做“控制變量法”。知識回顧：

1、研究物體運動的快慢；

2、研究滑動摩擦力與壓力的大小和接觸面的粗糙程度的關(guān)系；

3、研究物體的動能與質(zhì)量和速度的關(guān)系；

4、研究壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積大小的關(guān)系；

5、研究液體的壓強與液體的密度和深度的關(guān)系；

6、研究液體蒸發(fā)的快慢與哪些因素有關(guān)；

7、研究不同物質(zhì)的吸熱能力；

8、研究電磁鐵的磁性與線圈的匝數(shù)和電流大小的關(guān)系；

9、研究導(dǎo)體電阻大小跟導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積的關(guān)系；

10、研究電流與電壓和電阻的關(guān)系（即歐姆定律）。應(yīng)用：

針對白熾燈除了發(fā)光還產(chǎn)生熱量的現(xiàn)象，小明同學(xué)猜想：白熾燈的功率越大，亮度越大，產(chǎn)生的熱量也就越多。為了驗證自己的猜想，小明設(shè)計了一個實驗方案：使25W白熾燈正常發(fā)光，把溫度計放在燈泡附近任一位置，觀察溫度計示數(shù)的變化；換上100W白熾燈重復(fù)上述步驟。若100W白熾燈使溫度計的溫度升得高，則產(chǎn)生的熱量多。

同學(xué)們對小明的方案進行了討論，認(rèn)為：

(1)在燈泡附近的范圍內(nèi)，燈泡產(chǎn)生的熱量越多，空氣溫度

，利用溫度計測溫度變化的方案是可行的；

(2)方案還應(yīng)注意兩個問題：一是

，二是

。

升高越大

測溫點要固定測溫時間要相同例題：理想實驗是研究物理規(guī)律的一種重要的思想方法，它以大量可靠的事實為基礎(chǔ)，以真實的實驗為原型，通過合理的推理得出物理規(guī)律。理想實驗?zāi)苌羁痰亟沂疚锢硪?guī)律的本質(zhì)。如圖1所示，是伽利略著名的斜面理想實驗，實驗設(shè)想的步驟有：

①減小第二個斜面的傾角，小球在該

斜面上仍然要達到原來的高度。

②兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿

一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面。

③繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使

它成水平面，小球?qū)⒀厮矫孀鞒掷m(xù)的勻速運動。

④如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫艜r的高度。圖1

（1）請將上述步驟按照正確的順序排列

（只填寫序號）；（2）在上述設(shè)想步驟中，有的屬于可靠事實，有的則是理想化的推論。下面關(guān)于這些事實和推論的分類正確的是（）

A．①

是事實，②

③

④

是推論

B．②

是事實，①

③

④

是推論

C．③

是事實，①

②

④

是推論

D．④

是事實，①

②

③

是推論

②④①③

B二、理想模型法

“理想模型”是物理學(xué)中的一個重要的研究方法，運用這種方法的目的，就是為了摒棄次要條件，突出主要因素，對實際問題進行理想化處理，從而方便對物理本質(zhì)的研究。在物理學(xué)中，常常把實際研究對象或?qū)嶋H過程抽象成為“理想模型”。知識回顧：1、杠桿——杠桿在實際應(yīng)用時，由于受力的作用會發(fā)生形變，但都忽略不計；2、在研究光的傳播路徑和方向時，引入光線；3、電池——在實際應(yīng)用時，不考慮電池本身的電阻對電路的影響；4、電流表、電壓表——在實際應(yīng)用時，不考慮電流表本身的電阻對電路的影響；而“電壓表”在接入電路時，則認(rèn)為其“斷路”；5、在研究磁場的分布時，引入磁感線；6、在研究原子的組成時，引入原子核式結(jié)構(gòu)模型。應(yīng)用：物理學(xué)常常把實際的研究對象或?qū)嶋H的過程抽象成“物理模型”。如用鍘刀鍘草時，可以把鍘刀看做是一個能夠繞軸轉(zhuǎn)動的硬桿，而不必考慮刀的形狀、刀的材質(zhì)，在物理學(xué)中把它稱為“杠桿”，這時“杠桿”就是鍘刀的“物理模型”。汛期，江河中的水有時會透過大壩下的底層從壩外的地面冒出來，形成“管涌”，我們學(xué)過的什么裝置可以作為“管涌”的物理模型？自行車的車把可以控制車的方向，它的“物理模型”又是什么？管涌---連通器車把---輪軸例題：曹沖運用物理方法巧妙地測出了不易測量的大象的體重。下面是初中物理學(xué)習(xí)過程中遇到的幾個研究實例：A.在研究平面鏡成像實驗中，用一根蠟燭跟另外一根蠟燭的像重合；B.在研究光時，引入“光線”的概念；C.在研究多個電阻串聯(lián)或并聯(lián)時，引入總電阻；D.

在學(xué)習(xí)電流時，將它比作水流。在上述幾個實例中，采用了相同方法的是

和

。AC三、等效替代法

將某個物理量、物理裝置、物理狀態(tài)（或過程），用另外一個物理量

、物理裝置、物理狀態(tài)（或過程）來替代，得到同樣的結(jié)論，這種方法叫“等效替代法”。知識回顧：

1、“曹沖稱象”的故事中，用石塊的重量等效大象的重量；

2、測量不規(guī)則小塊固體的體積時，用它排開水的體積等效固體的體積；

3、測量摩擦力的大小時，用二力平衡的原理測得拉力，從而得知摩擦力的大??；

4、托里拆利實驗中，利用水銀柱產(chǎn)生的壓強與大氣壓等效的方法測定大氣壓的數(shù)值；

5、在研究平面鏡成像實驗中，用兩根完全相同的蠟燭，其中一根等效另一根的像；

6、求多個用電器組成的串、并聯(lián)電路的總電阻。

應(yīng)用：

有10塊重均為18N、厚度均為6cm的磚，平鋪在水平地面上。小剛想把它們一塊一塊的疊放起來，則他至少需要做功

J。

48.6例題：用圖2所示的實驗來研究流體壓強與流速的關(guān)系時，對著兩紙片中間吹氣是為了

，你是通過觀察

來判斷紙片間壓強大小變化的。這種研究問題的方法叫做

。

圖2加快兩紙片間空氣的流速

兩紙片相互靠近或遠離轉(zhuǎn)換法

四、轉(zhuǎn)換法

在研究看不見的物質(zhì)或現(xiàn)象時，可以通過研究該物質(zhì)或現(xiàn)象所產(chǎn)生的可見的效果，由此進一步分析物質(zhì)或現(xiàn)象，這種方法叫轉(zhuǎn)換法。

注意：

“等效替代法”雖然也包涵有轉(zhuǎn)換法的思想，但其研究主體已發(fā)生轉(zhuǎn)移，而轉(zhuǎn)換法則是通過研究主體所產(chǎn)生的效果來上朔其原因的一種研究方法。知識回顧：1、利用小球的振動來判斷發(fā)聲體在振動；2、根據(jù)蘋果落地的現(xiàn)象證明重力的存在；3、利用小桌陷入海綿的深度判斷壓力的作用效果；4、根據(jù)小球?qū)⒛緣K推動的遠近來判斷小球動能的大??；5、利用紙片的飄動來判斷氣體壓強的變化；6、根據(jù)馬德堡半球?qū)嶒灥默F(xiàn)象證明大氣壓的存在；7、通過擴散現(xiàn)象研究分子的熱運動；8、判斷電路中是否有電流時，可通過電路中的燈泡是否發(fā)光去確定；9、判斷磁場是否存在時，可用小磁針放在其中看是否轉(zhuǎn)動來判斷；10、電磁鐵的磁性強弱通過它吸引大頭針的多少來確定。

應(yīng)用：亮亮同學(xué)設(shè)計了一個電子秤，其原理圖如圖3所示。他想用電壓表（圖中暫未畫出）的讀數(shù)來反映物體質(zhì)量的大小。設(shè)電源的電壓恒為U，定值電阻的阻值為R0，滑動變阻器的總電阻為R，總長度為L，滑動觸頭固定在安放托盤的輕彈簧上，并能隨輕彈簧一起自由滑動，已知對托盤每施加1N的壓力，彈簧的長度就會縮短k，當(dāng)托盤中不放物體時，滑動觸頭指在最上端，此時電壓表的示數(shù)為零；當(dāng)在托盤中放一物體時，滑動觸頭隨彈簧向下移動到某一位置，于是電壓表就指示出相應(yīng)的示數(shù)。（1）請在原理圖的適當(dāng)位置接上符合要求的電壓表；