初中科學方法匯編

PAGEPAGE4初中物理教學中常用科學方法分析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?。?、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法進行一下分析。一、控制變量法物理學研究中常用的一種研究方法——控制變量法。所謂控制變量法，就是在研究和解決問題的過程中，對影響事物變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制，使其中的一些條件按照特定的要求發(fā)生變化或不發(fā)生變化，最終解決所研究的問題。如：導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓以及導(dǎo)體的電阻的關(guān)系，為了研究導(dǎo)體的電阻大小與哪些因素有關(guān)，控制導(dǎo)體的長度和材料不變，研究導(dǎo)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，蒸發(fā)的快慢與哪些因素的有關(guān)；滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)；液體壓強與哪些因素有關(guān)；研究浮力大小與哪些因素有關(guān)；壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)；滑輪組的機械效率與哪些因素有關(guān)；動能、重力勢能大小與哪些因素有關(guān)；導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)；研究電阻一定、電流與電壓的關(guān)系；研究電壓一定、電流和電阻的關(guān)系；研究電流做功的多少跟哪些因素有關(guān)系；電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)；研究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關(guān)系等均應(yīng)用了這種科學方法。二、轉(zhuǎn)換法一些比較抽象的看不見、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(yīng)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P＝UI利用電流表、電壓表測出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(yīng)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(yīng)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。在我們回答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(yīng)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(yīng)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，將它比做水流

解析：B。三、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。比如聲音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。四、積累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。要測量出一張郵票的質(zhì)量、測量出心跳一下的時間，測量出導(dǎo)線的直徑，均可用積累法來完成。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(dǎo)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(dǎo)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

解析：C

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(fù)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(yīng)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）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。）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(

)

A、建立速度概念

B、研究光的直線傳播

C、用磁感應(yīng)線描述磁場

D、分析物體的質(zhì)量

解析：B、C。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，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、等效替代法：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。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的，就放心的買上一大串。比如銅能導(dǎo)電，銀能導(dǎo)電，鋅能導(dǎo)電則歸納出金屬能導(dǎo)電。在實驗中為了驗證一個物理規(guī)律或定理，反復(fù)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?。紾排，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?。紾排，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(fù)做了三次實驗來驗證F1×L1＝F2×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。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，電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、導(dǎo)體和絕緣體。十二、觀察法物理是一門以觀察、實驗為基礎(chǔ)的學科。人們的許多物理知識是通過觀察和實驗認真地總結(jié)和思索得來的。著名的馬德堡半球?qū)嶒?，證明了大氣壓強的存在。在教學中，可以根據(jù)教材中的實驗，如長度、時間、溫度、質(zhì)量、密度、力、電流、電壓等物理量的測量實驗中，要求學生認真細致的觀察，進行規(guī)范的實驗操作，得到準確的實驗結(jié)果，養(yǎng)成良好的實驗習慣，培養(yǎng)實驗技能。大部分用的觀察法。十三、比值定義法：例：密度、壓強、功率、電流等概念公式采取的都是這樣的方法。十四、多因式乘積法：例：電功、電熱、熱量等概念公式采取的都是這樣的方法。十五、逆向思維法例：由電生磁想到磁生電以上這些方法，還只是在初中物理的學習中會遇到和使用的一些科學方法，列舉出來，希望能夠給大家一些幫助。也希望大家都來關(guān)注這方面的問題，多了解和掌握一些科學方法，靈活運用，以便于指導(dǎo)我們的學習，工作和生活。配套練習題例1、質(zhì)量、速度、密度、慣性、功率、比熱容、電功率這些物理量可按一定的特征進行分類：1）表示物質(zhì)某種特性的物理量有：

（2）表示物體本身屬性的物理量有：

3）表示某方面的“快慢”的物理量有：

例2、在初中物理學習中涉及了許多科學研究方法，如等效替代、控制變量等，在下列物理研究實例中，所用方法相同的是：

。所用方法相同的是：

。（選填序號）。a.

研究液體內(nèi)部壓強與哪些因素有關(guān)；b.

在研究磁場時，引入“磁感線”的概念；c.

在研究串、并聯(lián)電路時，引入“總電阻”的概念；d.

研究光的傳播時，引入“光線”的概念；e.

在研究物體受幾個力作用的情況時，引入“合力”的概念；f.

用擴散現(xiàn)象證明分子的無規(guī)則運動；g.

研究滑動摩擦力與哪些因素有關(guān)；h.

通過小磁針指向偏轉(zhuǎn)，判定磁場的存在；i。

研究力的作用效果與力的哪些因素有關(guān)。

例3、某同學為了粗略測出排球擊地時對地面作用力的大小，他想出了一個辦法：在地上鋪一張紙，把球用水沾濕，然后用球擊紙，在紙上留下一個圓形的濕跡，然后再將這張紙鋪在臺秤上，用力將球按在紙上，直至球與紙上的圓形濕跡完全重合，根據(jù)此時臺秤的讀數(shù)，計算出球擊地的作用力。此同學實驗的理論依據(jù)是：。

他在此實驗中運用的方法是：

。

例4、某同學做“研究影響滑動摩擦力大小的因素”實驗。他先用彈簧秤沿水平方向拉著木塊在水平放置的平滑木板上做勻速直線運動，并在木板上逐次加砝碼，得到實驗數(shù)據(jù)。然后他將一條毛巾鋪在木板上，用彈簧秤沿水平方向拉著同一個木塊在粗糙的毛巾表面上做勻速直線運動，并重復(fù)上述實驗過程。問：實驗中要求彈簧秤必須沿水平方向拉木塊，使其在水平面上做勻速直線運動，根據(jù)彈簧秤的示數(shù)就可以知道木塊所受滑動摩擦力大小，其理論根據(jù)是：

。用到的實驗方法是：

。例5、為了搞清運動和力的關(guān)系，“我們讓同一小車從同一斜面上的同一位置向下運動到不同材料的水平面后，觀察小車從水平面上運動的距離”的方法來研究，這個是運用了

方法。例6、在牛頓第一定律時，運動最典型的一種科學方法是

。例7、測量液體內(nèi)部壓強的壓強計是采用了

方法，把壓強的變化用連通器兩邊液面差的變化來表示。例8、在研究串聯(lián)、并聯(lián)電路或混聯(lián)電路中，我們可以用一個電阻代替所有電阻，在這個問題的研究中采用的是

方法。例9、在我們學過物理知識的過程中，運用物理模型進行研究的是（

）A、建立速度的概念

B、研究光的直線傳播C、一切發(fā)聲體都在振動

D、密度概念的建立例10、在物理實驗中，我們不是利用轉(zhuǎn)換法測得的物理量有（

）A、質(zhì)量

B、功率

C、電阻

D、密度例11、下列不屬于理想化模型的是（

）A、液柱

B、輪軸

C、光線

D、液片例12、一元硬幣的外觀有銀色的金屬光澤，一位同學認為它是不銹鋼制成的，在討論時，有同學提出：“我們先拿磁鐵吸一下”?！皽y量它的密度”“測量它的電阻率”等建議，第一位同學的意見，屬于科學探究法中的（

）A、實驗操作

B、猜想與假設(shè)

C、觀察與思考

D、分析與論證例13、探究物理規(guī)律和解決實際問題常用到許多重要的物理思想和方法，下列過程中運用了“等效替代”方法的是

（

）A、測量一張白紙的厚度

B、研究電流與電壓、電阻的關(guān)系C、曹沖稱象

D、牛頓總結(jié)出慣性定律例14、在學習歐姆定律時，為了研究導(dǎo)體的電流I與導(dǎo)體兩端的電壓U、導(dǎo)體的R的關(guān)系，實驗中先保持R一定，研究I與U的關(guān)系；再保持U一定，研究I與R的關(guān)系，這種方法叫“控制變量法”是物理學研究中常用的一種方法。下面研究過程中應(yīng)用了控制變量法的是（

）A、通過電流做功的多少來判斷電能的多少B、研究物體受兩個力作用的效果時，引入合力的概念C、在研究磁場時，引入磁感應(yīng)線D、研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系時保持電阻和時間一定例15、以下研究問題的方法與“用光線表示光”相同的是（

）A、把電流比作水流

B、利用三角板和刻度尺測量硬幣的直徑C、利用磁感線來描述磁場的分布D、利用20歐的總電阻代替串聯(lián)的15歐和5歐的電阻例16、物理研究中常常用到“控制變量法”“等效替代法”“模型法”“類比法”等方法，下面是初中物理中的幾個研究實例：1、

研究一個物體受到幾個力的作用時，引入合力的概念2、

用光線表示光的傳播方向3、

研究電流時把它與水流相比4、

利用磁感應(yīng)線來描述磁場上述幾個實例中，采用了相同研究方法的是A、13

B、23

C、24

D、14例17回顧所學過的科學方法，下列不正確的是（

）A、將固體分子看成是一些用彈簧連接的小球，這是模型法B、在研究由多個電阻組成的電路時，引入總電阻，這是等效法C、為觀察玻璃瓶受力的形變，采取觀察瓶塞上玻璃管中液面的變化，這是應(yīng)用了放大法D、由電生磁想到磁生電，這是應(yīng)用了控制變量法例18下面是物理學習中的幾個研究實例1、在研究物體受力問題時，引入合力2、在研究光時，引入“光線”的概念3、在研究多個用電器組成的電路時，引入總電阻4、在研究分子運動時，利用擴散現(xiàn)象來研究上述幾個實例中，采取“等效替代”研究問題的是A、13

B、12

C、23

D、34例19下列三項實驗：（1）用刻度尺測量細銅絲直徑：把細銅絲在鉛筆上緊密排繞N圈（N數(shù)根據(jù)情況確定），然后用刻度尺量出線圈的總長度再除以N；（2）測一個大頭針的質(zhì)量；先測出N個大頭針的總質(zhì)量，再除以N；（3）研究影響摩擦力大小的因素：先保持壓力相同，研究摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系；再保持接觸面的粗糙程度相同，研究摩擦力與壓力大小的關(guān)系。上述三項實驗中，實驗的思想方法相同的是

，它們遇到問題的共同特點是

，解決方法的共同特點是

。例20根據(jù)作用效果相同的原理，作用在同一個物體上的兩個力，我們可以用一個力的合力來代替它。這種“等效方法”是物理學中常用的研究方法之一，它可使研究的問題簡化，以下幾種情況中，屬于這種“等效方法”的是（

）A、在研究磁現(xiàn)象時，用磁感線來描述看不見，摸不著的磁場B、在研究電現(xiàn)象時，用電流產(chǎn)生的效果來研究看不見，摸不著的電流C、兩個電阻并聯(lián)時，可用并聯(lián)的總電阻來代替兩個電阻D、在研究電流的變化規(guī)律時，用水壓和水流來類比電壓和電流例21下面是同學們在物理學習中的幾個研究實例：1、在學習汽化現(xiàn)象時，研究蒸發(fā)與沸騰的異同點2、根據(jù)熔化過程的不同，將固體分為晶體和非晶體兩類3、比較電流表與電壓表在使用過程中的相同點和不同點4、在研究磁場時，引入磁感線對磁場進行描述上述幾個實例中，采用“比較法”為主要科學研究方法的是A、13

B、34

C、23

D、24例22在研究平面鏡成像的特點時，關(guān)鍵的問題是設(shè)法確定象的位置，回想我們實驗時的具體做法是

。這樣確定像的位置，憑借的是視覺效果的相同，因而可以說是采用了

的科學方法。例23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)象認識它，這樣方法在科學上叫做“轉(zhuǎn)換法”，下面是小明同學在學習中遇到的四個研究實例，其中采取的方法與研究分子運動的方法相同的是（

）A、利用磁感線去研究磁場問題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、電阻的關(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，將它比做水流例24利用作用效果相同的原理來研究問題的方法稱為“等效法”。如在研究力對物體的作用時，用一個力代替兩個力。以下幾種情況中，屬于等效法的是（

）A