初中物理研究方法大扫描(转换法)

-1-初中物理研究方法大扫描一、控制变量法对于多因素的问题常常采用控制变量法，即把多因素的问题转化为多个单因素的问题，使得研究过程更简单，结论更明确。在初中物理中应用这种研究方法的有：1.二胡的音调高低决定于弦的粗细、长短、松紧等多个因素，我们分别研究音调与其中一个因素的关系时，要控制其他因素不变，最后综合起来得出结论；2.研究蒸发的快慢与什么因素有关；3.研究导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度等因素的关系；4.在探究导体中电流与电压关系时，控制导体电阻不变；探究导体中电流与导体电阻的关系时，控制导体两端电压不变；5.在探究灯泡的电功率跟哪些因素有关时，先使两个不同的灯泡串联起来，保持通过它们的电流不变，来探究电功率与电压的关系；再使两个不同的灯泡并联起来，保持它们的电压不变，来探究电功率与电流的关系；6.探究电磁铁磁性强弱的影响因素、探究通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向的关系、以及探究感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向的关系实验中，都应用到了控制变量法；7.探究滑动摩擦力与什么因素有关；8.探究阻力对物体运动的影响时，使小车到达斜面底端的初速度相同，只改变小车受到的阻力；9.探究压力的作用效果与哪些因素有关；10．探究影响浮力大小的因素；11．研究动能大小与什么因素有关；研究重力势能大小与什么因素有关；12．在探究物质的比热容时，我们采用相同的热源，用相同的容器盛放质量相同的两种液体，对它们加热相同的时间，比较升高的温度，即能得出质量相等的不同物质，吸收相同的热量时，升高的温度不同，从而引入物质的比热容这个概念；13．探究燃料的热值时，分别取质量相等的两种不同燃料点燃，对质量、初温相等的水加热，通过观察水的末温高低，间接地知道燃料燃烧放出热量的多少，从而引出燃料热值的概念；二、转换法将不易直接观察到的现象进行放大或转换成另一种形式，以便于探究规律、理解现象的方法称为“转换法”，转换法中两个物理量只是有因果关系，-2-并且性质往往发生了改变。在初中物理中采用这种研究方法的有：1.研究声音的产生时，将音叉的微小振动加以放大，转换成乒乓球的振动，让人信服了“发声的物体在振动”。2.在研究研究蒸发是否吸热时，由于液体在蒸发过程中是否吸热不能用眼睛直接观察，因而把酒精涂在温度计的玻璃泡上，通过温度计的示数变化来确定其蒸发过程是否，这样就将探究蒸发是否吸热转化成观察温度是否降低，便于探究；3．物体发生形变或运动状态改变可证明此物受到力的作用；4．苹果落地可证明重力存在；5．马得堡半球实验可证明大气压的存在；6．雾的出现可证明空气中含有水蒸气；7．影的形成光沿直线传播；8．奥斯特实验可证明电流周围有磁场；9．指南针指南北可证明地磁场的存在；10．用手机能打电话可证明电磁波的存在；11．扩散现象可证明分子做无规则运动；12．铅块实验可证明分子间引力的存在；13．运动的物体能对外做功可证明它具有能；14．实验探究决定导体电阻大小的因素时，电阻的大小是通过观察电路中灯泡的亮度或电流表的示数来显示的；15．在探究电流热效应和电阻的关系时用温度计示数的变化表示产生热量的多少；16．利用小磁针受力转动、细铁屑分布等情况间接地研究磁场；17．测量有石块体积时，由于石块形状不规则，因此用排水法通过测量水体积的增加量，间接测出石块的体积；18．分子间作用力很难研究，通过研究物体抗拉、抗压能力来间接研究分子间的作用力；19．研究压力的作用效果时，用容易发生形变的细沙、海绵代替其他的物体表面，通过转换便可以将看不见的转换成看得见的；20．在研究液体内部压强的特点时，将看不见的压强利用压强计来显示；21．在探究影响动能大小的因素时，由于动能大小不可见，因此我们通过运动的物体推出木块的远近来认识其动能的大小；而在探究影响重力势能大小的因素时，我们又是通过高处坠落的物体在地面砸出的坑的深浅或桌腿插入沙土中的深浅来认识其重力势能的大小；-3-22．探究物质的比热容、燃料的热值时，物质吸收热量的多少不便用仪器直接测量，我们可分别用两个相同的加热器对物体进行加热，加热时间的长短表示物体吸收热量的多少，加热的时间越长，说明了物质吸收的热量越多；三、等效法它是把复杂的物理现象、物理过程转化为简单的物理现象、物理过程来研究和处理的一种科学思想方法。“等效”并非指事物的各个方面效果都相同，而是强调某一方面的效果相同。因此一定要明确不同事物在什么条件、什么范围、什么方面等效。如：1.照相机的镜头是光学元件的组合，而它的作用相当于一个凸透镜，采用的就是等效法；2.在分析电路时，因电压表电阻非常大，把它等效为断路；电流表的电阻非常小，把它等效为一条导线；3.在已知串联或并联的总电阻时，也可以用总电阻等效替代两个分电阻来进行有关计算；4.在测量电阻时，用一个电压表和一个定值电阻并联，等效为一个电流表；也可以用一个电流表与一个定值电阻串联，等效为一个电压表；5.为了测定大气压的大小，人们运用了托里拆利实验的方法，这里所采用的就是等效法，托里拆利管中的水银柱产生的压强等效于外界大气压强；四、实验推理法在实验探究过程中，以可靠的事实为基础，通过抽象的思维，抓住主要因素，忽略次要因素，在此基础上进行合理的推理，从而正确揭示物理规律的方法称为“实验推理法”。初中物理中应用这种方法的有：1.在探究“声音的传播”时，把正在响铃的闹钟放到玻璃罩中，不断抽出空气，听到的声音越来越小，在这个事实基础上进行推理，如果没有空气，我们将听不到声音，从而得出“真空不能传声”；2.在探究阻力对物体运动影响的实验中，我们根据阻力越小，小车在水平面上运动的距离越远这一可靠事实，推理出；若没有阻力，物体将在水平面上做匀速直线运动；五、实验法指在实验室内利用一定的设施，控制一定的条件，并借助专门的实验仪器进行研究的一种方法，是探索自变量和因变量之间关系的一种方法。实验法便于严格控制各种因素，并通过专门仪器进行测试和记录实验数据，一般具有较高的可信度。如：1.应用杠杆、钩码、刻度尺等实验仪器研究了杠杆的平衡条件，还通过多-4-次实验寻找出了杠杆平衡的普遍规律；2．动手探究实验得出了定滑轮、动滑轮的特点；六、模型法实际中的事物都是错综复杂的，在用物理的规律对实际中的事物进行研究时，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。1.在研究光的传播时，人们用光线来表示光的传播路线和方向，光线是实际光的理想化模型，所以不存在；2.电路图是实际电路的模型；3.引用磁感线来描述磁场，利用磁感线使我们形象地解决了关于磁场的有关问题；4.原子核式结构是一种理想化模型，对物质三态的微观解释也是建立在理想化模型的基础上的；5.在研究杠杆时，实际使用中的杠杆的粗细、微弱变形，我们在研究中都忽略不计，只把它理想化为一条直线或一条曲线，便于同学们研究及作图；6.在研究液体压强公式时，我们在盛有液体的容器中从液面开始向下取一个“液柱”，然后推导出这个“液柱”对支撑它的液面产生的压强，这个压强就是液体所产生的，这里取“液柱”的方法就是模型法；七、等效替代法只要研究对象与其他物体具有共同的特征或产生的物理效果相同，我们就可以运用等效替代法来研究。相互替代的两个量种类相同，大小相等。如：1.在“研究平面镜成像实验”中，用两根完全相同的蜡烛，其中一根等同于另一根的像；2.在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关时，摩擦力的大小不易直接测量，当拉着物体做匀速直线运动时，可以用拉力的大小表示摩擦力；3.在阿基米德原理实验中，把物体受到的浮力转换为物体排开的液体的重力，通过计算物体排开的液体所受到的重力来计算它所受到的浮力大小；八、对称法作图作图法就是根据题中所给的重要条件，灵活运用有关物理概念和规律，通过作图求解未知量的方法。如：1．根据平面镜成像的对称性完成光路图。（1）确定虚像的位置；（2）确定观察范围或光照范围；（3）确定光路；（4）确定发光点的位置。九、图象法-5-1.在研究熔化与凝固时，通过描绘其温度随时间变化的图象，利用图象能够直观地反映出物质温度随时间变化的趋势、熔化与凝固的条件、晶体与非晶体的熔化（凝固）特点、熔点与凝固点的高低、熔化与凝固时间等内容，通过对图象的比较，使同学们能够较容易地理解物理过程发现物理规律；2.在研究液体的沸腾实验中也运用了图象法，通过图象能很容易看出液体达到沸点才会沸腾，沸腾时要继续吸热，且沸腾时温度保持不变的特点；3.速度（v）—时间（t）图象若是一条水平直线，则表示物体做匀速直线运动，若是一条斜线，则表示物体做变速直线运动；路程（s）—时间（t）图象若是一条水平直线，则表示物体处于静止状态，若是一条斜线，则表示物体做匀速直线运动；十、归纳法它是从个别性知识引出一般性知识的推理。归纳推理的重点是找出共性的规律，从而得出一般性的结论，然后经过多次实验验证它是正确的。如：1.在探究凸透镜成像时，我们通过几次成像实验，找出各自的成像性质，然后归纳出凸透镜成像的规律；2.通过多次实验，归纳出串、并联电路中电流、电压的规律；3.探究物体质量与体积之间的关系时，测量多个同种物体的体积与质量，通过比较质量与体积的比值，归纳总结出同种物质质量与体积的比值相等；再取不同物质进行测量，归纳出不同物质质量与体积的比值不同；十一、对比法把很多容易混淆的概念或知识点进行两两对比，才能发现彼此间的联系或不同，对知识的理解与掌握才能到位。如：1．光的反射与折射、镜面反射与漫反射、实像与虚像、像与影、像的倒与正、放大与缩小等都可以进行两两对比；十二、比较法通过观察、分析和比较，找出研究对象的相同点和不同点，它是认识事物的一种基体方法。如：1.凸透镜和凹透镜的区别，采用的是形状比较，近视眼和远视眼的区别，采用的是图象比较；2.在物态变化内容中，规律概念比较多，因而要较好地区分它们之间的区别与联系，比较法是较好的研究方法。如：学习液体蒸发与沸腾的区别、晶体与非晶体的区别时便运用了这种方法；3.判断冰块熔化后水面升降问题时常用这种方法。具体的方法是先分别计-6-算出冰熔化前排开水的体积和冰熔化后化成水的体积，两个体积进行比较，然后确定水面的升降；4.功和功率、功率和机械效率等进行比较，可以对它们有更深的认识；十三、类比法我们在认识一些物理概念时，常将它与生活中熟悉并且有共同特点的现象进行对比，以帮助我们理解它，这种研究问题的方法叫类比法。如：1.水流类比电流、水压类比电压；2.将“功率”与“速度”进行类比；