物理研究方法

1、中考復習談初中物理常用的研究方法 揚州市一中 張之苓課程改革強調三維目標，探究問題的方法和探究問題的過程自然成為物理教學的重要課題。掌握知識的人有了科學合理的方法就有了科學研究或創(chuàng)新創(chuàng)造的可能。初中階段物理課程滲透不少研究方法，這對培養(yǎng)學生的科學思維方法和習慣，提高科學素質會大有裨益。中考復習時有必要進行梳理，來促進學生系統掌握，將他們已掌握的知識和方法升華為可持續(xù)發(fā)展的能力。下面說說初中物理常用的幾種科學方法。對比法和類比法：對比法是常用的普遍使用的研究方法。把相近事物的異同進行對比，是認識事物強化概念的有效途徑。如實驗用溫度計和體溫計構造與用法的對比；把蒸發(fā)和沸騰現象、條件、汽化的激烈程度

2、及影響因素進行對比；晶體、非晶體熔化和凝固過程溫度變化與狀態(tài)對應情況的對比；成像規(guī)律的對比；重力和質量概念及測量工具的對比；平衡力和非平衡力作用效果的對比；電流表和電壓表使用方法的對比；串并聯電路規(guī)律的對比；帶電體和磁體基本性質的對比。對比的方法是學習物理必須具備的基本技能,在中考試題中也常有反映。如2005年北京西城區(qū)試題：圖1A瓶起子B鑷子C羊角錘D動滑輪在圖1所示的簡單機械中，屬于費力杠桿的是 對比動力臂和阻力臂就能作出判斷。 類比法指將兩種不同的事物中的共同或相似部分進行比較，從中受到啟發(fā)，打開研究事物的思路，找到研究問題的方法，推進認識事物的進程，達到解決問題的目的。它比對比法的認識

3、層次要高一些，對已有的模型要熟習且有一定的認識深度，才能產生有益的聯想，進行類比。如對物質的密度與物體的質量、物體的體積無關這一性質的理解，一方面從密度是物質的特性，同種物質的密度是一定的去理解，再和勻速運動的速度的大小與運動的路程、運動時間無關的概念進行類比，既能解決新問題，又兼顧復習以往的知識。在理解電阻與電壓、電流無關的概念與密度的類比，以及電流與水流、電壓與水壓的類比，使抽象變?yōu)榫唧w，理解輕松而方便，能起到其它方法無可替代的作用。二、轉換法：用看得見的現象反映看不見的本質，這是物理上的轉換法。它是幫助我們認識抽象物理現象的一種常用的科學方法在初中物理中經常用到這樣的研究方法。如：溫度計

4、的工作原理利用了轉換法，將看不見的溫度轉換成液柱的升降反映出來；分子很小看不見，分子的無規(guī)則運動更無法直接觀察到，我們可以通過能直接觀察到的擴散現象和布朗運動去認識，得到分子永不停息地作無規(guī)則運動的結論，微觀的本質轉換為宏觀現象來認識；在研究大氣壓強時，我們可以馬德堡半球實驗來證明大氣壓強的存在；測量大氣壓的值時用轉換為測水銀柱的壓強的方法測量；測量摩擦力用二力平衡的原理轉換為彈簧秤的讀數；看不見的電流通過電流的效應來判斷它在存在；物體是否帶電看它能否吸引輕小物體；物體周圍是否有磁場可以通過小磁針指針是否偏轉來判斷。通過看得見的現象反映看不見本質，這種轉換的方法是研究物理的重要方法。轉換法也可

5、以用容易測出的物理量表示不易測出的物理量。如2004年青島中考題初春的早晨，曉麗去農貿市場買蜂蜜，售貨員將蜂蜜用勺子盛出，往瓶子里倒。曉麗發(fā)現蜂蜜向下流動得比較緩慢，不像流水那樣?！斑?！淌得這么慢！”售貨員笑著說：“我的蜂蜜質量好，太粘了！”曉麗心想：“對了，蜂蜜比水的粘性大。看來，不同的液體粘性的大小不同?？墒菫槭裁丛诩依锏狗涿蹠r好像不是這么粘呢？難道真是如同售貨員所說的質量好嗎？以前也是在這里買的呀！”曉麗帶著疑惑，走在回家的路上，她想到這樣的問題：是否有什么因素使得蜂蜜的粘性有時大有時小呢？也就是說物質的粘性大小與什么因素有關呢？曉麗百思不得其解。她突然想到：蜂蜜由于粘性能粘住東西，這和

6、磁鐵能吸住小鐵釘的現象有些相似。而在做火燒磁鐵的實驗時發(fā)現溫度越高，磁性越弱。那么，液體的粘性又會怎樣呢？會不會也有相似的關系呢？曉麗根據磁性與溫度的關系，大膽地提出了自己的假說：物質的粘性也可能與溫度有關，溫度越高，粘性越小。也就是說，如果讓同一種液體從相同的斜面流下，溫度低時需要的時間長，溫度高時需要的時間短。想到自己的假說，曉麗興奮起來，趕回家，設計了如下的實驗方案：將蜂蜜分裝入三個小瓶，一瓶放在冰箱，一瓶放在室內，另一瓶放在微波爐加熱一會兒。然后找三支相同的試管，讓爸爸媽媽幫忙，用三支滴管分別從三個小瓶中各取一滴蜂蜜，同時、分別滴到同樣傾斜放置著的試管內壁上，觀察各滴蜂蜜流到試管底部的

7、時間并進行比較。在爸爸媽媽的幫助下，曉麗順利完成了實驗，并記錄實驗數據如下：曉麗和爸爸媽媽一起又用其他幾種物質做了相同的實驗，并對這些實驗現象進行了分析。曉麗象科學家那樣得出論。請回答： 曉麗得出的結論是：有些物質，隨著溫度的升高，它的粘性_。這是一條探究過程完整的試題，（后半題略），曉麗把不易測量地粘性轉換為較容易測量的流淌時間等效地進行探究，達到預想的效果。三、控制變量法：(a)(b)控制變量法是初中物理中主要研究方法之一，對它的復習效果直接影響著中考的效果。影響一個物理量A變化的因素往往有幾個，為了觀察某一因素B對它的影響，先讓其它因素保持不變，只讓B發(fā)生變化觀察它對A的影響，這種方法叫

8、控制變量法。若用控制變量法分別觀察各個因素對A的影響，并綜合觀察就能得到關于A的研究結論。如課本中歐姆定律的探究過程，先控制電阻不變，得到電流和電壓成正比；再控制電壓不變，得到電流和電阻成反比；綜合后得到歐姆定律。再如焦耳定律也是先控制電流再控制電阻及通電時間最后得到結論。中考時控制變量法應用很多，如2005年泰州卷中有：為探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”，小明以電池（電壓一定）、滑動變阻器、數量較多的大頭針、鐵釘以及較長導線為主要器材，進行如圖17所示的簡易實驗.圖17(c)(1)他將導線繞在鐵釘上制成簡易電磁鐵，并巧妙地通過 _來顯示電磁鐵磁性的強弱.(2)連接好電路，使變阻器連入電路的阻

9、值較大，閉合開關，觀察到圖（a）所示的情景；接著，移動變阻器滑片，使其連入電路的阻值變小，觀察到圖（b）所示的情景. 比較圖（a）和（b），可知_圖中的電流較小，從而發(fā)現，通過電磁鐵的電流越_(填“大”或“小”)磁性越強. （3）如圖（c）,將導線繞在兩枚鐵釘上,構成兩個簡易電磁鐵串聯的電路. 從圖（c）的情景看出，在 相同的情況下，線圈的匝數越 （填“多”或“少”）磁性越強.題中(1)和(2)利用了轉換法,(3)利用了控制變量法,通過探究得到了電磁鐵的磁性強弱與電流大小和線圈匝數的關系。四.圖象法圖象法以其直觀、形象、方便等優(yōu)勢在初中物理教學中日趨受到重視,具有廣泛的應用。如2005年蘇州試

10、題個邊長為a的立方體鐵塊從圖(甲)所示的實線位置(此時該立方體的下表面恰與水面齊平)，下降至圖中的虛線位置，則圖(乙)中能正確反映鐵塊所受水的浮力的大小F和鐵塊下表面在水中的深度h關系的圖像是再如2005年泰安題：如圖甲所示，放在水平地面上的物體，受到方向不變的水平推力F的作用，F的大小與時間t的關系和物體運動速度v與時間t的關系如圖乙所示由圖象可知當t1s時，物體處于 狀態(tài). t5s時，物體受到的摩擦力為 N.圖象法能巧妙地把目前列方程無法解答的問題通過圖象得到解決。如：小狗從某點A向外沿直線奔跑，其運動速度跟離開A點的距離成反比，離開A點的距離為d1時，速度為V1，離開A點的距離為d2時速

11、度多大？從d1到d2運動時間多長？第一問可用V1=k 和 V2=k 解得V2=第二問不能用S=Vt求解，可用S圖象圍成的面積表示時間（t=S）, 則由t= 可求得t=圖象法在科學探究中有廣泛的應用，中考復習中應充分重視。五、其它方法還有一些用得相對少些的方法，略作歸納：1.模型法:如光線、磁感線、托里斥利實驗中“液片”等，這些替代研究對像實體的模型，把事物抽象化共性化；再如勻速運動、光滑水平面、輕質杠桿、不計電阻的電流表電壓表、不計溫度對阻值影響的電阻、電壓穩(wěn)定的電源等，這些對事物外部條件理想化的模型，突出事物的主要矛盾，便捷的研究事物發(fā)展的趨向；2.等效替代法：如求合力、求總電阻，“曹沖稱象”等，從解決問題的實際需要出發(fā)，3.歸納法：從幾組實驗現象或實驗數據進行推理歸納得到結論。在科學研究中