物理研究方法

1、中考复习谈初中物理常用的研究方法 扬州市一中 张之苓课程改革强调三维目标，探究问题的方法和探究问题的过程自然成为物理教学的重要课题。掌握知识的人有了科学合理的方法就有了科学研究或创新创造的可能。初中阶段物理课程渗透不少研究方法，这对培养学生的科学思维方法和习惯，提高科学素质会大有裨益。中考复习时有必要进行梳理，来促进学生系统掌握，将他们已掌握的知识和方法升华为可持续发展的能力。下面说说初中物理常用的几种科学方法。对比法和类比法：对比法是常用的普遍使用的研究方法。把相近事物的异同进行对比，是认识事物强化概念的有效途径。如实验用温度计和体温计构造与用法的对比；把蒸发和沸腾现象、条件、汽化的激烈程度

2、及影响因素进行对比；晶体、非晶体熔化和凝固过程温度变化与状态对应情况的对比；成像规律的对比；重力和质量概念及测量工具的对比；平衡力和非平衡力作用效果的对比；电流表和电压表使用方法的对比；串并联电路规律的对比；带电体和磁体基本性质的对比。对比的方法是学习物理必须具备的基本技能,在中考试题中也常有反映。如2005年北京西城区试题：图1A瓶起子B镊子C羊角锤D动滑轮在图1所示的简单机械中，属于费力杠杆的是 对比动力臂和阻力臂就能作出判断。 类比法指将两种不同的事物中的共同或相似部分进行比较，从中受到启发，打开研究事物的思路，找到研究问题的方法，推进认识事物的进程，达到解决问题的目的。它比对比法的认识

3、层次要高一些，对已有的模型要熟习且有一定的认识深度，才能产生有益的联想，进行类比。如对物质的密度与物体的质量、物体的体积无关这一性质的理解，一方面从密度是物质的特性，同种物质的密度是一定的去理解，再和匀速运动的速度的大小与运动的路程、运动时间无关的概念进行类比，既能解决新问题，又兼顾复习以往的知识。在理解电阻与电压、电流无关的概念与密度的类比，以及电流与水流、电压与水压的类比，使抽象变为具体，理解轻松而方便，能起到其它方法无可替代的作用。二、转换法：用看得见的现象反映看不见的本质，这是物理上的转换法。它是帮助我们认识抽象物理现象的一种常用的科学方法在初中物理中经常用到这样的研究方法。如：温度计

4、的工作原理利用了转换法，将看不见的温度转换成液柱的升降反映出来；分子很小看不见，分子的无规则运动更无法直接观察到，我们可以通过能直接观察到的扩散现象和布朗运动去认识，得到分子永不停息地作无规则运动的结论，微观的本质转换为宏观现象来认识；在研究大气压强时，我们可以马德堡半球实验来证明大气压强的存在；测量大气压的值时用转换为测水银柱的压强的方法测量；测量摩擦力用二力平衡的原理转换为弹簧秤的读数；看不见的电流通过电流的效应来判断它在存在；物体是否带电看它能否吸引轻小物体；物体周围是否有磁场可以通过小磁针指针是否偏转来判断。通过看得见的现象反映看不见本质，这种转换的方法是研究物理的重要方法。转换法也可

5、以用容易测出的物理量表示不易测出的物理量。如2004年青岛中考题初春的早晨，晓丽去农贸市场买蜂蜜，售货员将蜂蜜用勺子盛出，往瓶子里倒。晓丽发现蜂蜜向下流动得比较缓慢，不像流水那样。“咦！淌得这么慢！”售货员笑着说：“我的蜂蜜质量好，太粘了！”晓丽心想：“对了，蜂蜜比水的粘性大。看来，不同的液体粘性的大小不同。可是为什么在家里倒蜂蜜时好像不是这么粘呢？难道真是如同售货员所说的质量好吗？以前也是在这里买的呀！”晓丽带着疑惑，走在回家的路上，她想到这样的问题：是否有什么因素使得蜂蜜的粘性有时大有时小呢？也就是说物质的粘性大小与什么因素有关呢？晓丽百思不得其解。她突然想到：蜂蜜由于粘性能粘住东西，这和

6、磁铁能吸住小铁钉的现象有些相似。而在做火烧磁铁的实验时发现温度越高，磁性越弱。那么，液体的粘性又会怎样呢？会不会也有相似的关系呢？晓丽根据磁性与温度的关系，大胆地提出了自己的假说：物质的粘性也可能与温度有关，温度越高，粘性越小。也就是说，如果让同一种液体从相同的斜面流下，温度低时需要的时间长，温度高时需要的时间短。想到自己的假说，晓丽兴奋起来，赶回家，设计了如下的实验方案：将蜂蜜分装入三个小瓶，一瓶放在冰箱，一瓶放在室内，另一瓶放在微波炉加热一会儿。然后找三支相同的试管，让爸爸妈妈帮忙，用三支滴管分别从三个小瓶中各取一滴蜂蜜，同时、分别滴到同样倾斜放置着的试管内壁上，观察各滴蜂蜜流到试管底部的

7、时间并进行比较。在爸爸妈妈的帮助下，晓丽顺利完成了实验，并记录实验数据如下：晓丽和爸爸妈妈一起又用其他几种物质做了相同的实验，并对这些实验现象进行了分析。晓丽象科学家那样得出论。请回答： 晓丽得出的结论是：有些物质，随着温度的升高，它的粘性_。这是一条探究过程完整的试题，（后半题略），晓丽把不易测量地粘性转换为较容易测量的流淌时间等效地进行探究，达到预想的效果。三、控制变量法：(a)(b)控制变量法是初中物理中主要研究方法之一，对它的复习效果直接影响着中考的效果。影响一个物理量A变化的因素往往有几个，为了观察某一因素B对它的影响，先让其它因素保持不变，只让B发生变化观察它对A的影响，这种方法叫

8、控制变量法。若用控制变量法分别观察各个因素对A的影响，并综合观察就能得到关于A的研究结论。如课本中欧姆定律的探究过程，先控制电阻不变，得到电流和电压成正比；再控制电压不变，得到电流和电阻成反比；综合后得到欧姆定律。再如焦耳定律也是先控制电流再控制电阻及通电时间最后得到结论。中考时控制变量法应用很多，如2005年泰州卷中有：为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小明以电池（电压一定）、滑动变阻器、数量较多的大头针、铁钉以及较长导线为主要器材，进行如图17所示的简易实验.图17(c)(1)他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁，并巧妙地通过 _来显示电磁铁磁性的强弱.(2)连接好电路，使变阻器连入电路的阻

9、值较大，闭合开关，观察到图（a）所示的情景；接着，移动变阻器滑片，使其连入电路的阻值变小，观察到图（b）所示的情景. 比较图（a）和（b），可知_图中的电流较小，从而发现，通过电磁铁的电流越_(填“大”或“小”)磁性越强. （3）如图（c）,将导线绕在两枚铁钉上,构成两个简易电磁铁串联的电路. 从图（c）的情景看出，在 相同的情况下，线圈的匝数越 （填“多”或“少”）磁性越强.题中(1)和(2)利用了转换法,(3)利用了控制变量法,通过探究得到了电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数的关系。四.图象法图象法以其直观、形象、方便等优势在初中物理教学中日趋受到重视,具有广泛的应用。如2005年苏州试

10、题个边长为a的立方体铁块从图(甲)所示的实线位置(此时该立方体的下表面恰与水面齐平)，下降至图中的虚线位置，则图(乙)中能正确反映铁块所受水的浮力的大小F和铁块下表面在水中的深度h关系的图像是再如2005年泰安题：如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示由图象可知当t1s时，物体处于 状态. t5s时，物体受到的摩擦力为 N.图象法能巧妙地把目前列方程无法解答的问题通过图象得到解决。如：小狗从某点A向外沿直线奔跑，其运动速度跟离开A点的距离成反比，离开A点的距离为d1时，速度为V1，离开A点的距离为d2时速

11、度多大？从d1到d2运动时间多长？第一问可用V1=k 和 V2=k 解得V2=第二问不能用S=Vt求解，可用S图象围成的面积表示时间（t=S）, 则由t= 可求得t=图象法在科学探究中有广泛的应用，中考复习中应充分重视。五、其它方法还有一些用得相对少些的方法，略作归纳：1.模型法:如光线、磁感线、托里斥利实验中“液片”等，这些替代研究对像实体的模型，把事物抽象化共性化；再如匀速运动、光滑水平面、轻质杠杆、不计电阻的电流表电压表、不计温度对阻值影响的电阻、电压稳定的电源等，这些对事物外部条件理想化的模型，突出事物的主要矛盾，便捷的研究事物发展的趋向；2.等效替代法：如求合力、求总电阻，“曹冲称象”等，从解决问题的实际需要出发，3.归纳法：从几组实验现象或实验数据进行推理归纳得到结论。在科学研究中