初中物理常用的科学研究方法

1、初中物理常用的科学研宄方法研究物理的科学方法有许多，初屮物理屮常用的有：观察法、实验法、控制变ft法、等 效法、模型法、转换法、类比法、比较法等等，但这些知识都散布在初中物理课本各处，为 了帮助考生更好的掌握这一部分知识，下面就此做一个汇总。1控制变量法控制变量法就是当一个物理量受到多个物理因素的影响和制约时，为了明确这个物理量 与其中某个因素的关系，往往需要先控制其它的另几个因素不影响被研究的物理量的方法。举例：(1) 探究滑动摩擦力大小与哪些物理延有关；(2) 研宂电流与电阻、电压关系时，先使电阻不变去研宂电流与电压的关系；然后再 让电压不变去研究电流与电阻的关系；(3) 探究电流产生的热

2、量与哪些因素有关；(4) 探宂压力的作用效果跟哪些因素有关；(5) 探究影响电阻大小的因素；2等效替代法在物理实验屮有许多物理特征、过程和物理滅要想直接观察和测y:很困难，这时往往把 所需观测的变:w:挽成其它间接的可观察和测:w:的变:w:进行研究，这种研究方法就是等效法。举例：(1) 要想研宂玻璃板成像特点，关键的问题是没法确定像的位置，实验时具体的做法 是另外拿一只相同的蜡烛在玻璃板后而移动，直到看上去它跟像完全重合；我们这样确定像 的位置，凭借的是视觉效果的相同，因而可以说是采用了等效替代的科学方法(2) 确定物体的重心，把重力的作用点看作在重心上。(3) 在研宂物体受几个力作用的情况

3、时，引入“合力”的概念。(4) 在研究串联、并联电路时，引入“总电阻”的概念。(5) 用排液法测物体的体积。3建立模型法建立模型法就是把物理实体或物理过程经过科学抽象转化为一定的模型，运用这种方法 的目的，是为了摒弃次要条件，突出主要因素，从而方便对物体本质的研究。举例：(1) 在物理学中，可以用一条带箭头的直线来表示光的传播路径和方向，这条想象的 线叫做光线。(2) 在研究磁体的磁场时，引入的“磁感线”；(3) 原子结构的核式模型。4转换法对于不易研究或不好直接研究的物理问题，而是通过研究其表现出来的现象、效应、作 用效果间接研究m题的方法叫转换法。举例：(1) 分子运动看不见、摸不着，通过

4、研究墨水的扩散现象来认识它。(2) 用小磁针研究磁场方句。(3) 电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流时，我们可以通过电路中的灯泡是 否发光去确定。(4 )用磁体吸引大头针数目的多少来说明磁性的强弱。(5) 温度计通过液体体积的变化来测量温度。(6) 电流表通过通电线圈在磁场里受力偏转来测量电流(7) 电压表通过通电线圈在磁场里受力偏转来测量电压。5类比法如果对一个物理现象或过程与另一物理现象或过程进行比较,找到若干相同或相似之处, 并以此为依据，把其屮某一对象的有关知识或结论推移到另一对象屮去，得到后一对象的结 论，这就是类比法。举例：(1) 我们在学习大气压强时，发现大气与液体有相似的

5、性质，因此对照液体压强知识 来学习大气压强。(2) 研宂电流时，将它比做水流；(3) 用水波类比声波等等。6观察比较法在对各种物理现象、物理实验进行观察的基础上，和认定的标准(或对象)进行比较， 得出结论的方法叫观察比较法。举例：(1) 在学习汽化现象时，研究蒸发与沸腾的异同点；(2) 运用参照物判断物体运动情况；(3) 比较电流表与电压表在使用过程巾的相同点与不同点；7推理法推理法是在实验基础上用已知的规律对未知的自然现象及规律作出科学的预见。举例：(1) 研究声音不能在真空屮传播(2) 牛顿第一运动定律的得出(3) 自然界只有两种电荷”这一结论的得出8模拟法模拟法是指通过易表现的事物或现象

6、来反映不易表现的事物或现象。它是揭示事物本质 特征的一种间接而有效的方法。模拟对象与被模拟对象之间有本质上的共同性或形式上的相 似性。例如：在磁体周围均匀地散布细铁屑，通过细铁屑的规则排列，形象地模拟磁体周围的 磁感线就是采用这一物理研究方法。屮考物理研究方法题人扫描江苏丰县广宇中英文学校刘庆贺渠敬华物理课程标准要求，在突出科学探宂内容的同时，重视研宄方法的指导，使学生在进行 科学探宂、学习物理知识的过程中，逐渐拓宽视野，初步领悟到科学研宂方法的真谛。因此， 注意考察研究物理问题的方法，成为当前和今后中考的热点。实验的思想、控制变量、模型、 等效、归纳、分类、转换、类比、猜想等，是初中物理常用

7、的研究方法。现结合各地屮考试 题谈谈物理中的研究方法问题。一、控制变量法就是把一个多因素影响某一物理量的问题，通过控制某几个因素不变，只让其中一个因素改 变，从而转化为多个单一因素影响某一物理量的问题的研究方法。这种方法在实验数裾的表 格上的反映为：某两次试验只有一个条件不相同，若两次试验结果不同，则与该条件有关, 否则无关。反过来，若要研宄的问题是物理量与某一因素是否有关，则应只使该因素不同， 而其他因素均应相同。控制变量法是中学物理中最常用的方法。例1.小兰在观察提琴、吉他、二胡等弦乐器的弦振动时，猜测：即使在弦张紧程度相同的 条件下，发声的音调岛低还可能与弦的籼细、长短、及弦的材料有关。

8、于是她想通过实验来 探究一下自己的猜想是否正确。下表是她在实验室控制的琴弦条件。控制条件编号琴弦的材料琴弦的长度/cm琴眩的横截积/ m m 2a钢200.3钢200.7尼龙丝300.5d铜400.5尼龙丝400.5如果小兰想探宂弦发声的音调与弦的材料的关系，你认为她应该选用表中编号力的琴弦（只填写字母代号）探宄过程通常采用下列一些步骤：实验研究；分析归纳；提出m题（或猎想）； 得出结论等。你认为小兰要完成本探宂的全过程，所采取步骤的合理顺序应该是： （只 填写数字代号）在上述探宂过程中，总要控制某些因素，使它们保持不变,进而寻找出另外一些因素的关系, 这种研究方法叫做“控制变量法”。请你再写

9、出一个初中物理中用到这种方法的实验名称:解析：想探宂弦发声的音调与弦的紂料的关系，应控制弦的粗细、长短相同，只让弦的材料 不同，据此找到弦d和e;第2问考查探宄问题的方法，答案为；第3问把学生 的思路引向了整个初中物理学习的内容，同学们可以从力、声、热、光、电、磁、能等方面 回答。如：研究影响力的作用效果的因素;研究滑动摩擦力与哪些因素有关;研究液体a部的压强;研究琴弦发声的音调与弦粗细、松紧、长短的关系;研究影响液体蒸发快慢的因素;研究物体吸热勾物质种类、质量、温度的关系;研究影响电阻大小的因素;研究电流与电压、电阻的关系;研究电功或电热与哪些因素行乂;研究通电导体在磁场中的受力与哪些因素有

10、关;研宄影响感应电流的方向因素;研究动能(或重力势能)与哪些因素有关。等等二、物理模型法实际屮的事物都是错综复杂的，在用物理的规律对实际屮的事物进行研宄时，常需要对它们 进行必要的简化，忽略次要因素，以突出主要矛盾。用这种理想化的方法将实际中的事物进 行简化，便可得到一系列的物理模型。例2.我们的家乡一一芜湖，一直以来就是长江下游重要的商贸港口城布。芜湖忪江大桥, 这座目前我国科技含量最高的特大型公、铁两用斜拉索桥梁的建成，使得芜湖这座古老的城 市又焕发出强烈的时代气息。大桥的建设，川到了很多物理学的知识和研究方法。(1) 在铁路桥引桥靠近居民住宅区一侧，建有高3米左右的板墙(如图1所示)，其

11、作用 是。(2) 汽车过桥时，每隔一段距离会有明显颠簸，这是大桥桥面上的缝隙所致。这些缝隙是 ( )a. 一种交通标志，用于确认距离，避免发生追尾事故b. 来往车辆过多，造成路而损毁c. 避免司机开车由于过分平稳而瞌睡d. 仲缩缝，用丁允昨路面的膨胀和收缩(3) 将大桥的结构进行简化，取其部分可抽象成如图2 丁所示的模型，可以看出它用到 了 的相关知识。其中0是 ， 代表桥重和过往车辆等产生的对桥 的作用力。为了减小钢索承受的拉力，在耑要与可能的前提下，可以适当增加塔桥的高度。请分析原 因。假如让你来设计新的斜拉索式大桥，你还能提出什么方法可以减轻钢索承受拉力？(说出 一种方法即可)(4) 你

12、知道吗？在上述的研究屮，我们用到了物理学屮很重要的一种研究方法：建立模型。建 立模型可以帮助人们透过现象，忽略次要因素，从本质认识和处理问题；建立模型还可以帮 助人们显示复杂事物及过程，帮助人们研宄不易其至无法直接观察的现象。想想看，在初屮 物理学习屮，你在研究哪些问题时也用到了这种研究方法？请举一例具体说明。(第本题实 例除外)分析：本题以芜湖江大桥为载体，将声、热、杠杆等知识有机的融合，考查学生综合利用 知识的能力。特别是注重了对物理学研究方法的考查，使学生在做题过程中学会了忽略次要 因素，抓住主要问题的建立模型法。题目最后一问让学生再举例子说明在初中物理学习中, 在研宂哪些问题时也用到了

13、这种方法？界易激活学生的思维，促使学生对知识的回忆和重新 整合。答案：（1）用以隔音，减少火车行驶时产生的噪音污染；d; （3）杠杆、支点、f 1 ;增 加桥塔的高度，可以增大拉力的力臂。根据杠杆的平衡条件，钢索所承受的拉力也随之减小； 使用新型轻质材料减小桥梁自重等：研究肉眼观察不到的原子结构时，建立原子核式结 构模型。电路图是实物电路的模型。力的示意图或力的图示是实际物体和作用力的模型。实验室常用手摇交流发电机及挂阁来研宄交流发电机的原理和工作过程（柴汕机、汽汕机模 型等）。研究连通器原理时用到液片模型。三、转换法物理学屮对于一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直

14、观的 现象去认识，或用易测量的物理量间接测量，这种研宂问题的方法叫转换法。初中物理在研 宄概念、规律和实验屮多处应用了这种方法。例3.爱因斯坦说过：“磁场在物理学家看來正如他坐的椅子一样实在。”磁场虽然看不见、 摸不着，但可以通过对小磁针的作用证明其存在。在物理学中还有其他一些现象也是这样， 如用 可证明 的存在。解析：首先通过阅读，明确磁场是无形的，而小磁针是有形的。用有形的、看得见、摸得着 的事物证明无形的、看不见、摸不着的物体，是转换的思想。然后就要在头脑中搜寻学习过 的物理内容，筛选出应用这个思想获取的知识点，确定答案。大家可以从力、热、光、电、 磁、分子原子、能量等方面进行思考。参考

15、答案如下：物体发生形变或运动状态改变可证明此物受到力的作川。苹果落地可证明重力存迕。马得堡半球实验可证明大气压的存在。雾的出现可证明空气屮含有水蒸气。影的形成光沿h线传播月食现象可证明月亮不是光源。奥斯特实验可证明电流周围有磁场指南针指南北可证明地磁场的存在用手机能打电话可证明电磁波的存在扩散现象川3正明分子做无规则运动铅块实验可证明分子间引力的存在运动的物体能对外做功可证明它具有能四、猜想法猜想也称想象或幻想，是用已知的物理知识对某些未知的事物作出科学的预测。它是人的思 维的最高境界，合理的想象往往是人类创造发明的源泉。例4.在科幻小说往日之光中，作者鲍勃。肖幻想了一种慢透光玻璃，讲述了一段

16、美m 动人的故事。“想象有一种玻璃，光在这种玻璃屮运动的速度极慢，通过半厘米厚需要10年，比蜗牛的 速度还慢得多。当一诀慢透光玻璃制山来时，望上去总是一片漆黑，因为还没有光穿过它。 把这种玻璃放在风景秀丽的林中、湖边，带者这些美丽的景致的光陷入慢透光玻璃中，10 年也出不来。把在这种地方放了 10年的玻璃镶在城市住宅的窗户上，那么，在t一个10 年的过程屮，这个窗子外而便仿佛呈现出林屮湖泊的美景。各种动物无声的前来饮水，空屮 百鸟飞翔，tl夜在交替，季节在变化。身居闹市，犹如别墅。”这确实是一个有意思的幻想，但关键是要降住飞驰的光。科学技术发展到今天，部分科幻己 经开始变成现实。本文作者进行科

17、学幻想的依据是什么？在生活和学习中，你一定也有许多奇思妙想吧，简要写出一种想象及其依据。解析：试题情景优美，充满幻想，给人启迪。题目第一问表面上看是考学生，实际上给学生 以方法：提醒学生幻想要有依据，不能胡乱猜想。最后一问更能激发学生的思维，只要联系 所学知识，再插上想象的翅膀，不难得山答案。参考答案：（1）依据是光在不同的介质屮传播速度不同。想象在常温k制成超导体。依据是超导材料与温度有关;人想法固定在空中不用乘坐任何交通工具，就可以周游世界。依据是地球在自转，运动是相 对的；让水在常温下沸腾，产生大量气泡，不川洗衣粉就能洗衣服。依据是沸点与气压有关，只要 没法降低水面上方的气压，就可使水在

18、常温下沸腾。五、等效法等效法是常用的科学思维方法。等效是指不同的物理现象、模型、过程等在物理意义、作用 效果或物理规律方ifii是相同的。它们之间可以相互替代，而保证结论不变。等效的方法是指 面对一个较为复杂的问题，提出一个简单的方案或没想，而使它们的效果完全相同，从而将 问题化难为易，求得解决。例如我们学过的等效电路、等效电阻、分力与合力等效。例5.下列四组连线完全正确的一组是（）解析：本题容量较大。既有科学史知识、常用器具的原理、能量转化知识的考杳，也有科学 研究方法的考查，综合性较强。正确答案是d。蒸发和沸腾现象有许多相同和相似的地方, 通过比较能更深刻地汄识这两个概念，所以用的是比较法

19、。因为滑动摩擦力大小与压力和接 触曲*的粗糙程度两个因素都有关系，所以实验吋，先控制压力不变，研究滑动摩擦力大小与 接触时的粗糙程度的关系：再控制接触lif的粗糙程度不变，研究滑动摩擦力大小与压力的关 系。这样就可得出滑动摩擦力大小与压力和接触面的粗糙程度的关系了。这里用的是控制变 量法。研宂物体在受到两个以上的力的作用时，为了简化和方便，用另外一个力单独作用在 那个物体上，并且让它作用的效果与那两个力共同作用的效果相同，那么这一个力就可以代 替那两个力了，并且我们把它称为合力。这里用的是等效法。六、类比法类比在物理学中有着广泛的应用。所谓类比，实际上是一种从特殊到特殊或从一般到一般的 推理。

20、它是根据两个(或两类)对象之间在某些方而的相同或相似而推出它们在其他方而也 可能相同或相似的一种逻辑思维。物理教学屮类比方法可以帮助学生理解较s杂的实验和较 难的物理知识。例6. 19世纪末，汤姆逊发现了电子，将人们的视线引人到了原子的a部，由此，科学家们 提山了多种关于原子结构的模型。通过学习，你认为原子结构与下列事物结构最接近的是 ( )a.丙红柿b.西瓜c.面包d.太阳系解析：大家首先要在头脑屮再现学习过的原子结构的模型，再与所给的四个选项比较，确定 结构最接近的事物是太阳系.这里原子核可以类比于太阳，核外电子类比于行星，它们在空 间结构和运动方式上都是相似的。七、比较法是通过观察，分析，找出研究对象的相同点和不同