用控制變量法解探究題.ppt

1、,用控制變量法解中考物理探究題專項(xiàng)復(fù)習(xí)優(yōu)化方案,興隆臺(tái)區(qū)教研室 熊克江,為什么要開展這項(xiàng)研究 中考是義務(wù)教育階段學(xué)生的終結(jié)性考試，也是一次競爭激烈的選拔性和高利害考試，家長、社會(huì)重視程度高，學(xué)校對老師的要求也很高，怎樣做好復(fù)習(xí)備考工作歷來是老師們?yōu)橹^痛的事情，特別是在課程改革逐步的鋪開，新老課程并存的今天更是如此。然而，在過去的研究中，雖有不少成功的經(jīng)驗(yàn)，但大都停留在指導(dǎo)思想和原則上，要轉(zhuǎn)化為具體、有效的操作行為還有很大差距；加之中考復(fù)習(xí)時(shí)間緊任務(wù)重，老師們年復(fù)一年的辛勤工作，研究的精力和時(shí)間有限；再說，中考復(fù)習(xí)綜合性強(qiáng)，要解決大家都感到困難的問題僅靠老師個(gè)體研究是不行的。所以，我集中總結(jié)全

2、區(qū)物理教師多年來的中考復(fù)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，研究設(shè)計(jì)出一套用控制變量法解中考物理探究題專項(xiàng)復(fù)習(xí)優(yōu)化方案，給物理教師朋友們的中考復(fù)習(xí)工作提供具體的幫助，切實(shí)提高我區(qū)中考物理復(fù)習(xí)的質(zhì)量和效益。,科學(xué)探究在中考中怎樣命題？,近幾年中考物理考試說明中都十分明確考試范圍為物理課程標(biāo)準(zhǔn)中“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”所規(guī)定的全部內(nèi)容，包括科學(xué)探究和科學(xué)內(nèi)容兩部分。其中科學(xué)探究融于科學(xué)內(nèi)容之中進(jìn)行考查。而“控制變量法”是中考常用的探索問題、分析和解決問題的最重要的方法，希望老師們給以足夠的重視。,科學(xué)探究過程復(fù)習(xí)目標(biāo),1、會(huì)正確提出問題，會(huì)猜想與假設(shè) 2、會(huì)制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，會(huì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集 數(shù) 據(jù)，會(huì)對探究實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析與論證 3、

3、會(huì)從探究實(shí)驗(yàn)的過程、結(jié)論等中發(fā)現(xiàn)問題，并進(jìn)行改進(jìn)。 4、會(huì)確定科學(xué)探究評估的切入點(diǎn)，能夠用較準(zhǔn)確的語言進(jìn)行交流、表述科學(xué)探究評估。,命題中考察課標(biāo)確定的探究過程重點(diǎn)要素,命題中考察課標(biāo)確定的探究過程重點(diǎn)要素,命題中重點(diǎn)考察探究過程主要要素,初中物理教材中的控制變量法,自然界中發(fā)生的各種物理現(xiàn)象，往往是錯(cuò)綜復(fù)雜的，因此影響物理學(xué)研究對象的因素常常也很多，在許多情況下并不是單一的，而是多種因素相互交錯(cuò)、共同起作用的.譬如說某段導(dǎo)體中通過電流的大小不僅和其兩端電壓有關(guān)，還和這段導(dǎo)體的長度、橫截面積的大小及材料種類等因素有關(guān)所以要想精確地把握研究對象的各種特性，弄清事物變化的原因和規(guī)律，單靠自然條件下

4、整體觀察研究對象是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須設(shè)法把其中的一個(gè)或幾個(gè)因素用人為的方法控制起來，使它保持不變，造成特定的便于觀察的條件，然后來比較，研究其它兩個(gè)變量之間的關(guān)系，這種研究問題的科學(xué)方法就是 “控制變量法”。,用比較通用的字母來表示控制變量法,被研究的物理量A與物理量B、C有關(guān)，為了研究A與B的關(guān)系，則控制C的大小不變，改變B的大小，觀察A隨B的大小的改變情況；為了研究A與C的關(guān)系，則控制B的大小不變，改變C的大小，觀察A隨C的大小的改變情況；最后總結(jié)得出A與B、C 之間存在的規(guī)律。,控制變量法如何運(yùn)用到解探究題當(dāng)中呢？,解這類問題首先要我們抓住題目中的重點(diǎn)詞語（中考的采分點(diǎn)）進(jìn)行分析、推理、比

5、較、聯(lián)想，結(jié)合概念、規(guī)律、現(xiàn)象、狀態(tài)、情境、圖形或圖象等方面加以理解；其次，找出要研究的物理量A，以及影響A的另外兩個(gè)量B和C 或其它因素。還要注意挖掘題目中的隱含條件，這是解題的關(guān)鍵。下面針對不同的題型學(xué)習(xí)運(yùn)用控制變量法解題思路與分析方法。,1-學(xué)會(huì)在探究實(shí)驗(yàn)中正確提出問題,關(guān)鍵是找出要研究的物理量A，以及影響A的另外兩個(gè)量B和C,解答提問時(shí)常用的表述是：物理量A的大小與什么因素有關(guān)呢？,根據(jù)試題描述的情境，用你學(xué)過的知識(shí)找物理量，合理地提出問題，不可隨意發(fā)散。,中考連線題例1：探究“滑動(dòng)摩擦力的大小”的實(shí)驗(yàn)。如何提出問題呢?,【解答】:滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)呢？,思考：探究（1）、

6、“壓力的作用效果”實(shí)驗(yàn)；(2)、影響力的作用效果的因素實(shí)驗(yàn); (3)、感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān)實(shí)驗(yàn); 如何提出問題呢?(討論：A、B、C各是什么？相信你一定能得出答案）,【分析】:這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，要研究的物理量A即是滑動(dòng)摩擦力，影響滑動(dòng)摩擦力 大小A的兩個(gè)因素有壓力B和接觸面的粗糙程度C。,2-學(xué)會(huì)從試題內(nèi)容中找物理量進(jìn)行提問,中考連線題例2： 小紅在學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，看到老師做實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表的擺動(dòng)大小不同，于是她們開始實(shí)驗(yàn)探究這問題，首先按照課堂上探究電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖)重新安裝了儀器，并且準(zhǔn)備了磁性強(qiáng)弱不同的磁鐵，以便改變磁場的強(qiáng)弱。閉合電路后她先改變導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)的快慢，觀察電流

7、表擺動(dòng)的幅度大小。發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)的速度越大，電流表的指針擺動(dòng)幅度越大；然后她又保持導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)快慢不變，換用磁性強(qiáng)的磁鐵來實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)磁性越強(qiáng)，電流表指針擺動(dòng)的幅度越大。對于這么重大的發(fā)現(xiàn)，她高興不已。通過以上的閱讀，請你就小紅的探究進(jìn)行提問？,【分析】：從題中可知，要研究的物理量A即是感應(yīng)電流的大小，影響它的大小有導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)的速度大小（B）、磁場的強(qiáng)弱（C）,【解答】:感應(yīng)電流的大小與什么因素有關(guān)呢？,3、學(xué)會(huì)猜想與假設(shè),猜想與假設(shè)則是對物理量A與B或物理量A與C之間可能的關(guān)系進(jìn)行描述，為接下去的探究指明研究的方向。,解答猜想常用的表述是：變量B越大則A的值將會(huì)越小（或越大）；變量C

8、 越大則A的值將會(huì)越?。ɑ蛟酱螅?。,請同學(xué)們思考一下，此時(shí)要不要先找出研究的對象物理量A，以及影響它的變量B和C？,請根據(jù)上面所寫的“解答猜想常用的表述”，對前面的例題1進(jìn)行合理猜想與假設(shè)。（相信你一定能很快得出答案）,解答猜想常用的表述是：變量B 越大則A的值將會(huì)越?。ɑ蛟酱螅?；變量C越大則A的值將會(huì)越小（或越大）。,中考連線題例3：在生活、生產(chǎn)中我們常遇到圖中所示的事例：打夯時(shí)夯錘被高高拋起又下落，砸在工作面上；打樁機(jī)打樁時(shí)重錘被高高拉起又下落，打在樁面上小軍看到打樁機(jī)，思考“重錘對地面打擊力的大小與什么因素有關(guān)”的問題，并提出合理猜想？,【解題分析】：該題中要研究的物理量A是：重錘對地面

9、打擊力。影響重錘對地面打擊力A的物理量是：重錘的質(zhì)量B；重錘所處的高度C（或重錘的速度）。,【解答】：“重錘的質(zhì)量越大，重錘對地面打擊力就越大”或“重錘所處的高度（或速度）越大，重錘對地面打擊力就越大”。,4、學(xué)會(huì)制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是對前面的猜想進(jìn)行具體安排的過程，因?yàn)椴孪肱c假設(shè)中已經(jīng)對物理量之間可能的關(guān)系有了描述，那么在設(shè)計(jì)時(shí)則要根據(jù)控制變量法細(xì)化每個(gè)步驟。,解答時(shí)的一般表述是：控制變量B的大小不變，改變C的大小，觀察A的大小變化；控制變量C的大小不變，改變B的大小，觀察A的大小變化。,中考連線題例4： 物理興趣小組做“探究導(dǎo)體電阻大小與導(dǎo)體長度的關(guān)系” 實(shí)驗(yàn)。他們在如圖所示電路中

10、的A、B兩點(diǎn)間接入待研究的電阻絲，電源電壓恒定。忽略電阻絲電阻隨溫度變化的影響，待用電阻絲的規(guī)格如下表。 （1）他們應(yīng)選擇序號(hào)為_的兩根電阻絲來研究； （2）從表中所給電阻絲的規(guī)格看，還可以用這些電阻絲來做另一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，即探究導(dǎo)體電阻大小與導(dǎo)體_的關(guān)系，這次你應(yīng)該選擇序號(hào)為_兩根電阻絲來做實(shí)驗(yàn)。,【分析】：該題中影響導(dǎo)體電阻大小的因素從表中就可以知道，即材料、長度、橫截面積（溫度影響忽略）。本題第一問探究的是“導(dǎo)體電阻大小與導(dǎo)體長度的關(guān)系”，所以，根據(jù)控制變量法，必須控制“材料”與“橫截面積”不變。,【解答】：（1）3號(hào)與4號(hào)。,（2）橫截面積；2號(hào)與4號(hào)。,5、學(xué)會(huì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù),該過

11、程主要是依據(jù)設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格，記錄下實(shí)驗(yàn)的有關(guān)數(shù)據(jù)。這一類題目多是以填寫表格和設(shè)計(jì)表格出現(xiàn)。,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格時(shí)，應(yīng)將所有的物理量都設(shè)計(jì)進(jìn)去，并注意表格的科學(xué)性，還要注意設(shè)計(jì)多次實(shí)驗(yàn)來減小誤差。,中考連線題例5；在探究“電流與電壓關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，請?jiān)O(shè)計(jì)一份記錄該實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)的表格。,【分析】：電流的大小與電壓和電阻的大小有關(guān)。設(shè)計(jì)的表格就應(yīng)該將這三個(gè)物理量都列入其中，并且要設(shè)計(jì)出三次實(shí)驗(yàn)。,6、學(xué)會(huì)分析和論證,分析和論證則是對實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)，并得出結(jié)論，實(shí)際上就是對前面提出的猜想或假設(shè)的回答。,根據(jù)控制變量法來表述結(jié)論時(shí)的常用語句是：通過探究得出物理量A與物理量B、C均

12、有關(guān)，當(dāng)B不變時(shí)，物理量A隨C的增大而增大（或減?。划?dāng)C不變時(shí)，物理量A隨B的增大而增大（或減小）。敘述中增加“當(dāng)B（C）不變時(shí)”，是控制變量法在結(jié)論敘述中的具體體現(xiàn)。,中考連線題例6：為探究電磁鐵的磁性跟哪些因素有關(guān)，小聰所在的實(shí)驗(yàn)小組用漆包線（表面涂在絕緣漆的導(dǎo)線）在大鐵釘上繞若干圈，制成簡單的電磁鐵，結(jié)合其它實(shí)驗(yàn)器材做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。（電源電壓相同） 請根據(jù)b、c、d中觀察到的情況，完成下面填空： （1）通過比較_兩種情況，可以知道通過的電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。 （2）通過比較d中甲、乙兩個(gè)電磁鐵，你能得出的結(jié)論是_。,【分析】：題中制作電磁鐵的鐵釘是相同的，所以影響電磁鐵磁性強(qiáng)

13、弱的因素只有兩個(gè)，一個(gè)是電流大小，另一個(gè)是電磁鐵上線圈的匝數(shù),【解答】：（1）bc；（2）制作材料相同的電磁鐵，當(dāng)通過相同的電流時(shí)，線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)。,7、學(xué)會(huì)評估與合作交流,探究題對評估與合作交流的考查一般是同時(shí)進(jìn)行的，利用控制變量法解有關(guān)評估與合作交流類題目時(shí)，重點(diǎn)是從變量B、C的測量方法是否科學(xué)，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟是否會(huì)造成較大誤差，設(shè)計(jì)的表格是否合理，是否進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論是否科學(xué)等方面進(jìn)行分析。,中考連線題例7： 在探究“電流與電阻關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)記錄了該實(shí)驗(yàn)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示。請你分析一下，他的實(shí)驗(yàn)存在什么不科學(xué)之處呢？,【分析】：影響電流大小的因素有電壓、電阻的大

14、小，本題探究的是電流與電阻之間的關(guān)系，因而就必須控制電壓的大小不變。,【解答】：不科學(xué)之處是沒有控制電壓的大小不變， 可以使電壓值均為4V，改變電阻的大小，測出電流大小，記錄在表中。,控制變量法 解 探究題基本方法,課堂小結(jié)：例1-例7：用控制變量法解探究題只是多解題方法中的一種，運(yùn)用控制變量法解探究題，關(guān)鍵是要找出要研究的物理量A，以及影響A的另外幾個(gè)變量B和C-等。然后確定應(yīng)該控制的物理量或有關(guān)因素。,在中考命題中考察“控制實(shí)驗(yàn)環(huán)境或?qū)嶒?yàn)儀器設(shè)備”等題 型（案例）,具體做法是根據(jù)研究目的，運(yùn)用一定的手段（控制實(shí)驗(yàn)環(huán)境或?qū)嶒?yàn)儀器設(shè)備等）主動(dòng)干預(yù)或控制自然事物、自然現(xiàn)象發(fā)生發(fā)展的過程，在特定的

15、觀察條件下去探索客觀規(guī)律 中考連線題例8; 在兩塊玻璃片上，小明同學(xué)分別滴上一滴水，如圖所示，他主要研究蒸發(fā)快慢是否與水的表面積有關(guān)。觀察圖中情景可知，小明同學(xué)選擇應(yīng)被控制的不變量是-。小明同學(xué)得出正確結(jié)論是-。,控制實(shí)驗(yàn)環(huán)境或?qū)嶒?yàn)儀器設(shè)備,解析：研究水蒸發(fā)快慢是否與水的表面積有關(guān),正確結(jié)論：在玻璃片，空氣、溫度環(huán)境，水的質(zhì)量相同時(shí) 水的表面積越大蒸發(fā)越快。,控制實(shí)驗(yàn)環(huán)境或?qū)嶒?yàn)儀器設(shè)備,中考連線題例9： 日常生活中發(fā)生的火災(zāi)事故，大多是短路導(dǎo)致的。小明同學(xué)猜想：通電導(dǎo)體發(fā)熱多少可能與電流大小有關(guān)。于是他和同學(xué)用-的器材組成兩個(gè)電路進(jìn)行探究。開關(guān)同時(shí)閉合后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使兩電路中電流不同，如圖

16、甲、乙所示，實(shí)驗(yàn)中，在-相等的條件下，觀察到A瓶中的煤油液面升得比B瓶高，說明了A瓶中煤油吸收的熱量比B瓶多。實(shí)驗(yàn)表明電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多 。小明同學(xué),解析: 第一格答案利用控制實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備前提條件，實(shí)驗(yàn)器材完全相同，得出結(jié)論，第二格答案利用控制物理量相同關(guān)系（通電時(shí)間相等）得出結(jié)論。,控制實(shí)驗(yàn)環(huán)境或?qū)嶒?yàn)儀器設(shè)備,中考連線題例10、 為了探究重力勢能與哪些因素有關(guān)，現(xiàn)有大小不同的實(shí)心鐵球各一個(gè)、大小相同的實(shí)心鐵球和實(shí)心玻璃球各一個(gè)、橡皮泥等。在探究重力勢能與高度的關(guān)系時(shí)，應(yīng)選用_，分別從不同的高度自由落下；在探究重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)選用_，分別從相同的高度自由落下。 解析:重力勢

17、能的大小跟物體的質(zhì)量和被舉的高度有關(guān)。在探究重力勢能的大小跟高度的關(guān)系時(shí)，只能讓高度不同，質(zhì)量必須相等，滿足此條件的器材為同一個(gè)鐵球或同一個(gè)玻璃球；在探究重力勢能的大小跟質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，只能是質(zhì)量不同，被舉的高度必須相等，滿足此條件的器材為大小相同的實(shí)心鐵球和實(shí)心玻璃球。,中考物理“控制變量法”實(shí)驗(yàn)案例,1、通過實(shí)驗(yàn)，探究影響力的作用效果的因素; 2、通過實(shí)驗(yàn)，探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素; 3、通過實(shí)驗(yàn)、探究影響壓力作用效果的因素，學(xué)習(xí)壓強(qiáng)的概念。 4、通過實(shí)驗(yàn)，探究影響動(dòng)能 、勢能大小的因素; 5、通過實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)會(huì)使用簡單機(jī)械改變力的大小和方向。 6、通過實(shí)驗(yàn)，探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素

18、; 7、通過實(shí)驗(yàn)探究，認(rèn)識(shí)浮力，經(jīng)歷探究浮力大小的過程。 8、通過實(shí)驗(yàn)、探究液體壓強(qiáng)的特點(diǎn); 9、通過實(shí)驗(yàn)探究，初步了解流體的壓強(qiáng)與流速的關(guān)系。 10、通過實(shí)驗(yàn)探究，初步認(rèn)識(shí)聲產(chǎn)生和傳播的條件。 11、通過實(shí)驗(yàn)，探究光在同種均勻介質(zhì)中的傳播特點(diǎn)。 12、通過實(shí)驗(yàn)探究、并了解光的反射和折射的規(guī)律。 13、通過實(shí)驗(yàn)探究、知道平面鏡成像時(shí)像與物的關(guān)系。 14、通過實(shí)驗(yàn)探究、知道凸透鏡成像的規(guī)律。,中考物理“控制變量法”實(shí)驗(yàn)案例,15、通過實(shí)驗(yàn)、探究物態(tài)變化過程。 16、 通過實(shí)驗(yàn)，探究影響液體蒸發(fā)快慢的因素; 17、通過實(shí)驗(yàn)，探究物體吸收放熱的多少與哪些因素有關(guān); 18、通過實(shí)驗(yàn)，探究決定電阻大小的

19、因素; 29、通過實(shí)驗(yàn)、探究電流與電壓和電阻的關(guān)系，理解歐姆定律。 20、通過實(shí)驗(yàn)探究，知道在電流一定時(shí)，導(dǎo)體消耗的電功率與導(dǎo)體的電阻成正比。 21、 通過實(shí)驗(yàn)，探究電功大小與哪些因素有關(guān); 22、通過實(shí)驗(yàn)、探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān); 23、通過實(shí)驗(yàn)，探究通電螺線管外部磁場的方向。 24、通過實(shí)驗(yàn)，探究通電螺線管的極性與哪些因素有關(guān); 25、通過實(shí)驗(yàn)，探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān); 26、通過實(shí)驗(yàn)，探究導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。 27、通過實(shí)驗(yàn)，探究感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān); 28、通過實(shí)驗(yàn)，探究通電導(dǎo)體在磁場中受力方向與哪些因素有關(guān)。,課后復(fù)習(xí)：各實(shí)驗(yàn)案

20、例中A、B、C各是什么？正確提出問題，作出猜想與假設(shè)， 制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，相信你一定能取得很好的復(fù)習(xí)效果。,在以下問題中：說出應(yīng)用的科學(xué)探究方法,1、牛頓在伽利略等人的基礎(chǔ)上得出牛頓第一定律 2、.研究磁現(xiàn)象時(shí)，用“磁感線”來描述磁場 3、研究電現(xiàn)象時(shí)，科學(xué)家用電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)來研究電流的大小。 4、兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)，可用并聯(lián)的總電阻代替兩個(gè)電阻 5、研究電流變化規(guī)律時(shí)，用水壓和水流來類比電壓和電流 6、研究動(dòng)能的大小跟哪些因素有關(guān) 7、人們認(rèn)識(shí)自然界只有兩種電荷 8、用擴(kuò)散現(xiàn)象認(rèn)識(shí)分子的運(yùn)動(dòng),在以下問題中：說出應(yīng)用的科學(xué)探究方法,1、牛頓在伽利略等人的基礎(chǔ)上得出牛頓第一定律“實(shí)驗(yàn)和推理法”：在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行推理得出來的結(jié)論 2、.研究磁現(xiàn)象時(shí)，用“磁感線”來描述磁場?！凹傧肽Ｐ头ā?；因?yàn)榇艌鼍哂锌床灰?、摸不著的特點(diǎn)，為了形象簡單地研究磁現(xiàn)象，引入了“磁感線”的概念。 3、研究電