山东省郯城县中考物理 专题十六 物理学方法复习课件

专题十六：物理学方法中考导航初中阶段，需要掌握的科学研究方法主要有：控制变量法、类比法、等效替代法、科学推理法、物理模型法、理想实验法、归纳法等．1．控制变量法。物理学中一个物理量往往同时与多个因素有关，研究该物理量与这些影响因素间的关系时，常常控制其中一个或几个相关因素不变，只改变其中一个相关因素，得出该物理量与这个相关因素的关系，这种方法叫控制变量法．控制变量法把多因素的问题转变为多个单因素的问题,分别加以研究,最后再综合解决．控制变量法是学习初中物理使用最多的物理学方法，也是中考方法题中出现次数最多的．2．转换法：物理学中对于一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识，或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法．初中物理在研究概念、规律和实验中多处应用了这种方法．3．物理模型法：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．4．科学推理法：在分析和归纳实验事实的基础上，把物体置于一种临界的理想状态进行科学推理，得出用实验无法直接得到的物理结论。5．等效替代法：如果两个物理对象或过程在某一方面产生的效果相同，可用一个量式或一个过程代替，通过联想把陌生的、复杂的、用常规手段不易解决的问题转化为一个熟悉的、简单的问题，并且保证结论不变，这种方法叫等效替代法．曹冲称象时就使用了等效替代法．分析电路时使用的等效电阻、等效电路等，都利用了等效替代法．6．类比法：实际上是一种由特殊到特殊或由一般到一般的推理，是根据两个物理量(或规律)之间存在某些方面的相同或相似，而推出它们在其他方面也可能相同或相似的推理方法．大家学习电压时与水压类比，学习比热容时与密度类比，都收到了事半功倍的效果．考点透析命题点：在物理学中，各种方法并不是孤立存在的，而是处在密切的相互联系之中．即使某一类方法，其中也必定包括了其他一些方法，只不过这一方法起主导作用罢了．例如实验方法，在根据实验目的进行设计、操作以及对实验结果进行分析时，同时要用到观察、比较、分析、综合、归纳等各种各样的思维方法。中考中对这方面内容考查正逐渐加强，涉及到的一些具体方法有：猜想法、观察法、实验法、分析法、综合法、归纳法、分类法、隔离法、假设法、比较法、等效（替代）法、建立理想模型法、控制变量法、实验推理法、转换法、类比法等研究物理问题的方法。下面是几种实用性强，近几年中考中常考到的科学研究方法。考点1：控制变量法例如：(1)研究滑动摩擦力与压力和接触面之间的关系；(2)研究压力的作用效果(压强)与压力和受力面积的关系；(3)研究物体的压强与液体密度和深度的关系；(4)研究物体的动能与质量和速度的关系；(5)研究物体的势能与质量和高度的关系；(6)研究弦乐器的音调与弦的松紧、长短和粗细的关系；(7)研究电流与电阻、电压之间的关系，即欧姆定律；(8)研究导体电阻的大小跟导体的材料、长度、横截面积的关系(9)研究电流产生的磁性与线圈的匝数和电流大小的关系；(10)研究电磁铁的磁性与线圈的匝数和电流大小的关系；(11)研究蒸发快慢与液体温度、液体的表面积和液体上方空气流动快慢的关系。【例1】（临沂·中考）在探究“影响浮力大小的因素”时，同学们做了如图所示的一系列实验．请你根据图中所标弹簧测力计的示数等信息回答下列问题：（1）物体全部浸入水中受到的是N；（2）根据图（a）、（b）、（c）实验可得出浮力的大小与有关；（3）根据图实验可得出浮力的大小与液体体积有关．【答案】（1）1．8（2）液体密度（3）（a）、(b)、(c)[或者只填（b）、(c)]考点2：转换法例如：(1)电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定，即根据电流产生的效应来判断；(2)分子运动看不见、摸不着，不好研究，但可以通过研究扩散现象认识它；(3)磁场看不见、摸不着，判断磁场是否存在时，用小磁针放在其中看是否转动来确定；(4)判断电磁铁的磁性强弱时，用电磁铁吸引大头针的多少来确定。【例2】（宿迁•中考）在科学探究中，常把直接测量有困难的量转换成便于测量的量来研究．这种方法称之为转换法．例如在探究物质吸热升温的属性时，沙子和水吸收热量的多少不便直接测量，可以通过测量加热时间的长短来比较吸热的多少．下述实验中采用了转换法的是（）A．在探究影响动能大小的因素时，动能大小的比较方法B．在探究阻力对物体运动的影响时，推理出物体不受阻力时的运动状态C．在探究串联电路电流特点时，换用不同灯泡及改变电源电压，多次实验D．在探究压力对滑动摩擦力的影响时，保持接触面粗糙程度不变，改变压力【答案】解析：在探究影响动能大小的因素时，采用的是转换法，动能大小不便直接测量，可以通过小球推动木块的距离的长短来比较动能大小的；在探究阻力对物体运动的影响时，采用的是科学推理法，即在实验的基础上合理假设，推理出物体不受阻力时的运动状态；在探究串联电路电流特点时，换用不同灯泡及改变电源电压，多次实验，是为了多测几组数据，使得出的结论更具有普遍性；在探究压力对滑动摩擦力的影响时，采用的是控制变量法，保持接触面粗糙程度不变，改变压力.故选A.例如：(1)匀速直线运动，就是一种理想模型。在实际生活中严格的匀速直线运动是无法找到的，但有很多的运动情形都近似于匀速直线运动，按匀速直线运动来处理，大大简化了难度，得出的结果又具有极高的精度，在允许的误差范围内与实际相吻合；(2)杠杆也是一种理想模型，杠杆在实际使用时，由于受力的作用，都会引起或大或小的形变，可忽略不计，因此，我们就把杠杆理想化，认为它无形变；(3)汛期，江河中的水有时会透过大坝下的底层从坝外的地面冒出来，形成“管涌”，“管涌”的物理模型是连通器；(4)光线、磁感线都是虚拟假定出来的，但它们却直观、形象地表述物理情境与事实，方便地解决问题。通过磁感线研究磁场的分布，通过光线研究光线传播的路径和方向。考点3：物理模型法【例3】（芜湖•中考）为了研究问题的方便，物理学家创造性地引入了一系列科学概念，譬如（）①在研究光的传播时引入了“光线”；②在研究物质结构时引入了“原子”；③在研究物质导电性能时引入了“绝缘体”；④在研究磁场时引入了“磁感线”；⑤在研究人类听觉范围时引入了“超声”．属于科学家假想而实际并不存在的是A．①②B.③④C．①④D．②⑤【答案】解析：有些事物比较抽象，我们不能直接看到，科学家通常采用“模型”法把它描绘出来。如“光线”是一些带有箭头的直线，是为了描述光的传播路径而引入的，实际上并不存在；“磁感线”是为了形象的描述磁场而引入的假象的曲线，实际上也并不存在。故选C。例如：(1)研究牛顿第一定律；(2)研究真空中能否传声；(3)“自然界中只存在两种电荷”这一重要结论，是在实验的基础上进行推理得出来的。考点4：科学推理法【例4】（崇明县•二模）在实验事实的基础上，通过科学想象和推理得出的物理规律是（）A．牛顿第一定律B．安培定则C．阿基米德原理D．欧姆定律【答案】解析：A.牛顿第一定律的建立是在科学实验的基础上，通过对实验数据的分析，并进一步通过推理得出的（实际上不受摩擦力的物体根本不存在），所以该实验主要是利用了实验推理法形成了牛顿第一定律．此选项符合题意；B.安培定则可以直接通过实验验证．此选项不符合题意．C.阿基米德原理可以直接通过实验验证．此选项不符合题意；D.欧姆定律可以运用实验直接验证．此选项不符合题意；故选A．考点5：等效替代法例如：(1)在力的合成中，若干个共同作用的分力就可以等同于作用效果相同的一个合力，相反，一个力也可以分解为作用效果相同的若于分力(2)在电路中，若干个电阻，可以等效为一个合适的电阻，反之亦可，如串联电路的总电阻、并联电路的总电阻都利用了等效的思想(3)在“曹冲称象”中用石块等效替换大象，效果相同(4)在研究平面镜成像实验中，用两根完全相同的蜡烛，其中一根等效另一根的像【例5】以下几种情况中，属于“等效替代法”的是（）A．研究磁现象时，用“磁感线”来描述看不见、摸不着的磁场B．研究电现象时，用电流产生的效应来研究看不见、摸不着的电流C．两个电阻并联时，可用并联的总电阻代替两个电阻D．研究电流变化规律时，用水压和水流来类比电压和电流【答案】解析：A中用到的是“模型法”；B中用到的是“转换法”；C中用到的是“等效替代法”；D中用到的是“类比法”．所以选C．考点6：类比法例如：(1)研究电流时用水流比作电流(2)用“水压”类比“电压”(3)用抽水机类比电源(4)研究做功快慢时与运动快慢进行类比等。【例6】下面的几幅图运用了的方法说明分子也具有动能和势能．甲乙丙甲：运动的篮球具有动能，运动的分子也具有动能乙：自由下落的苹果和地球相互吸引具有势能，相互吸引的分子也具有势能丙：被压缩的弹簧各部分相互排斥具有势能，相互排斥的分子也具有势能【答案】解析：甲图中的篮球可以观察到，分子不能看到，但是分子和篮球都是运动的，用篮球类比分子，篮球具有动能，分子也应该具有动能；乙图中用可以观察到的苹果类比分子，得出了分子具有势能；丙图用弹簧类比分子，得出了分子具有势能．所以答案应为“类比”．用自己的信心、耐心、决心去创造一段奇迹。