Ⅰ 物理中探究實驗的方法有那些
1、控制變數法:就是把一個多因素影響某一物理量的問題,通過控制某幾個因素不變,只讓其中一個因素改變,從而轉化為單一因素影響某一物理量問題的研究方法。
2、轉換法(放大法):對於一些看不見,摸不著的物理現象,或不易直接測量的物理量,用一些非常直觀的現象去認識或用容易測量的物理量間接測量的方法。
3、等效替代法(等效法):在研究物理問題時,有時為了使問題簡化,常用一個物理量來代替其他所有物理量,但不會改變物理效果。
4、理想模型法(抽象法、描述法):把復雜問題簡單化,將抽象的物理現象用簡單易懂的具體模型表示。
5、實驗推理法(科學推理法、理想實驗法):有一些物理現象,由於受實驗條件所限,無法直接驗證,需要我們先進行實驗,再進行合理推理得出正確結論,這也是一種常用的科學方法。
(1)推理法物理學叫什麼方法擴展閱讀
物理學中對於多因素(多變數)的問題,常常採用控制因素(變數)的方法,把多因素的問題變成多個單因素的問題。每一次只改變其中的某一個因素,而控制其餘幾個因素不變,從而研究被改變的這個因素對事物的影響,分別加以研究,最後再綜合解決。
它是科學探究中的重要思想方法,廣泛地運用在各種科學探索和科學實驗研究之中。
1、獨立變數,即一個量改變不會引起除因變數以外的其他量的改變。只有將某物理量由獨立變數來表達,由它給出的函數關系才是正確的。
2、非獨立變數,一個量改變會引起除因變數以外的其他量改變。把非獨立變數看做是獨立變數,是確定物理量間關系的一大忌。
正確確定物理表達式中的物理量是常量還是變數,是獨立變數還是非獨立變數,不但是正確解答有關問題的前提和保障,而且還可以簡化解答過程。
Ⅱ 物理研究方法有哪些
物理研究方法,收集齊全的物理知識,一起來看看:
一、控制變數法:通過固定某幾個因素轉化為多個單因素影響某一量大小的問題。控制變數法是指在研究幾個物理量的關系時,每次只改變一個物理量,保持其他一些物理量不變,探究這一物理量與研究對象之間的關系。這是物理研究最常用的一種方法,幾乎貫穿物理學習的始終。
二、等效法:將一個物理量,一種物理裝置或一個物理狀態(過程),用另一個相應量來替代,得到同樣的結論的方法。在保證效果相同的前提下,將陌生復雜的問題變換成熟悉簡單的模型進行分析和研究的方法。 例如:研究串、並聯電路關系時引入總電阻(等效電阻)的概念。在研究力的關系時引入合力的概念也是運用了等效替代法,即可以用一個力的作用效果代替幾個力的作用效果。研究平面鏡成像特點時,用鏡後未點燃的蠟燭代替鏡前點燃蠟燭的像。
三、模型法:以理想化的辦法再現原型的本質聯系和內在特性的一種簡化模型。物理模型法是一種高度抽象的理想客體和形態,便於想像、思考和研究問題。研究物理的過程就是建立物理模型的過程。
四、轉換法(間接推斷法)把不能觀察到的效應(現象)通過自身的積累成為可觀測的宏觀物或宏觀效應。物理學中有的物理現象不便於直接觀察和直接測量,通常用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量進行間接測量,這種研究問題的方法叫轉換法。
五、類比法:根據兩個對象之間在某些方面的相似或相同,把其中某一對象的有關知識、結論推移到另一個對象中去的一種邏輯方法。簡言之,相同或相似的東西放在一起進行比較,以達到 「舉一反三」的效果。它是根據兩個或兩類對象之間在某些方面的相同或相似而推出他們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。
六、比較法:找出研究對象之間的相同點或相異點的一種邏輯方法。
七、歸納法:從一系列個別現象的判斷概括出一般性判斷的邏輯的方法。
八、觀察法。觀察法是人們為了認識事物的本質和規律有目的有計劃地對自然發生條件下所顯現的有關 事物進行考察的一種方法,是人們收集獲取感性材料的常用方法之一,是最基本最直接的研究方法。
Ⅲ 物理方法有哪幾種
常見的物理方法有控制變數法、理想模型法、轉換法、等效替代法、類比法、比較法、實驗推理法、比值定義法、歸納法、估測法。
1、控制變數法:當某一物理量受到幾個不同物理量的影響,為了確定各個不同物理量的影響,要控制某些量,使其固定不變,改變某一個量,看所研究的物理量與該物理量之間的關系。如:研究液體的壓強與液體密度和深度的關系。
2、理想模型法:在用物理規律研究問題時,常需要對它們進行必要的簡化,忽略次要因素,以突出主要矛盾。用這種理想化的方法將實際中的事物進行簡化,便可得到一系列的物理模型。
3、轉換法:物理學中對於一些看不見、摸不著的現象或不易直接測量的物理量,通常用一些非常直觀的現象去認識,或用易測量的物理量間接測量,這種研究問題的方法叫轉換法。
4、等效替代法:等效的方法是指面對一個較為復雜的問題,提出一個簡單的方案或設想,而使它們的效果完全相同,將問題化難為易,求得解決。
5、類比法:根據兩個(或兩類)對象之間在某些方面的相同或相似而推出它們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。
6、比較法:通過觀察,分析,找出研究對象的相同點和不同點,它是認識事物的一種基本方法。如:比較發電機和電動機工作原理的異同。
7、實驗推理法:是在觀察實驗的基礎上,忽略次要因素,進行合理的推想,得出結論,達到認識事物本質的目的。如:研究物體運動狀態與力的關系實驗;研究聲音的傳播實驗等。
8、比值定義法:就是用兩個基本的物理量的「比」來定義一個新的物理量的方法。其特點是被定義的物理量往往是反映物質的最本質的屬性,它不隨定義所用的物理量的大小取捨而改變。如:速度、密度、壓強、功率、比熱容、熱值等概念公式採取的都是這樣的方法。
9、歸納法:從一般性較小的前提出發,推出一般性較大的結論的推理方法叫歸納法。
10、估測法:根據題目給定的條件或數量關系,可以不精確計算,而經分析、推理或進行簡單的心算就能找出答案的一種解題方法。它的最大優點是不需要精確計算,只要對數據進行粗略估計或模糊計算,就能使問題迎刃而解。
物理故事
牛頓一人在家中的果園中,由於邊走路邊思考問題,無意間撞到園中的蘋果樹,這時一個蘋果正好砸在牛頓的頭上。牛頓突然從問題中醒悟過來,撿起了蘋果,這時他又陷入一個問題:為什麼蘋果會落到地上,而不是飄上天空。最終牛頓提出一個舉世定律:萬有引力。
Ⅳ 物理研究方法有哪些
物理研究主要方法如下所示。
1、控制變數法。控制變數法是指在研究幾個物理量的關系時,每次只改變一個物理量,保持其他一些物理量不變,探究這一物理量與研究對象之間的關系。這是物理研究最常用的一種方法,幾乎貫穿物理學習的始終。
2、物理模型法。物理模型法是一種高度抽象的理想客體和形態,便於想像、思考和研究問題。研究物理的過程就是建立物理模型的過程。
3、等效替代法。在保證效果相同的前提下,將陌生復雜的問題變換成熟悉簡單的模型進行分析和研究的方法。
4、類比法。簡言之,相同或相似的東西放在一起進行比較,以達到舉一反三的效果。它是根據兩個或兩類對象之間在某些方面的相同或相似而推出他們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。
5、轉換法。物理學中有的物理現象不便於直接觀察和直接測量,通常用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量進行間接測量,這種研究問題的方法叫轉換法。
6、實驗推理法。這種方法主要利用理想實驗,理想實驗又叫假想實驗,抽象的實驗或思想上實驗它是人們在思想中塑造的實驗過程,是一種邏輯推理的理論研究方法。
7、圖像法。圖像法是數學方法在物理研究領域的運用。它是描述物理過程、揭示物理規律、解決物理問題的重要方法之一,它具有形象、直觀、動態變化過程清晰等特點,能把物理問題簡化明了,有效、簡捷地解決問題。
8、比較法。比較法是確定研究對象之間的差異點和共同點的物理研究方法,各種物理現象和過程都可以通過比較確定它們的差異點和共同點。
9、歸納法。在大量經驗、實驗、現象的基礎上,從具體事物中抽象出共同本質,概括出一般物理規律的推理方法。
Ⅳ 物理實驗方法有哪些
1、等效替代法
簡介:在物理學中,在保證某種效果相同的前提下,將一個物理量、物理狀態或過程用另一個物理量、物理狀態或過程來替代,得到同樣的結論,這種研究問題的方法叫做等效替代法。
舉例應用:
(1)在「曹沖稱象」中,用石塊等效替代大象,效果相同。
(2)平面鏡成像實驗中利用兩個完全相同的蠟燭,驗證像與物的大小相同。
(3)在力的合成中,用一個合力可以等效替代幾個力的共同作用的效果。
2、建立理想模型法
簡介:把復雜的問題簡單化,摒棄次要因素,抓住主要因素,對實際問題進行理想化處理,構建理想化的物理模型,這是一種重要的物理思想。
舉例應用:
(1)勻速直線運動是一種理想模型,在生活實際中,嚴格的勻速直線運動並不存在。
(2)在研究連通器的原理時,理想液片是一種理想模型。
(3)光線是引入的模型,直觀、形象地描述了物理情景與事實。
3、控制變數法
簡介:在研究物理問題時,某一物理量往往受到幾個不同因素的影響,為了確定該物理量與各個不同因素之間的關系,就需要控制某些因素,使其固定不變,只研究其中一個因素,看所研究的因素與該物理量之間的關系,這種研究方法叫做控制變數法。
舉例應用:
(1)研究弦樂器的音調與弦的材料、長度和橫截面積的關系。
(2)研究蒸發快慢與液體溫度、表面積和空氣流速的關系。
(3)研究力的作用效果與力的大小、方向和作用點的關系。
(4)研究滑動摩擦力與物體間的壓力和接觸面粗糙程度的關系。
(5)研究浮力與液體密度和物體排開液體體積的關系。
(6)研究液體壓強與液體密度和深度的關系。
(7)研究物體的動能與物體質量、速度的關系。
(8)研究物體的重力勢能與物體質量、被舉高度的關系。
4、實驗推理法
簡介:實驗推理法是以大量可靠的事實為基礎,以真實的實驗為原型,通過合理的推理得到結論,深刻地揭示出物理規律的本質,是物理學研究問題的一種重要的思想方法。
舉例應用:
(1)將鬧鍾放在鍾罩中,不斷抽去罩內空氣,聽到鈴聲越來越弱,由此推理出真空不能傳聲。
(2)研究力和運動的關系,推理出牛頓第一定律。
5、轉換法
簡介:在物理學習中,有時需要研究看不見的物質(如電流、分子、力、磁場)或不易直接測量的物理量,這時就必須將研究的方向轉化到由該物質產生的學生熟知的各種可見的效應、效果上,由此來分析、研究該物質的存在、大小等情況,這種研究方法稱為轉換法。
舉例應用:
(1)研究聲音是由振動產生時,用乒乓球的可視的振動認識音叉的振動。
(2)研究壓力的作用效果時,用海綿的凹陷程度來表示。
(3)測量滑動摩擦力時轉換成測拉力的大小。
Ⅵ 初中常用的物理方法
用物理規律研究問題時,常需要對它們進行必要的簡化,忽略次要因素,以突出主要矛盾。用這種理想化的方法將實際中的事物進行簡化,便可得到一系列的物理模型。如:電路圖是實物電路的模型;力的示意圖或力的圖示是實際物體和作用力的模型。
Ⅶ 常見物理實驗方法
一、控制變數法
控制變數法就是把一個多因素影響某一物理量的問題,通過控制某幾個因素不變,只讓其中一個因素改變,從而轉化為多個單一因素影響某一物理量的問題的研究方法。這種方法在實驗數據的表格上的反映為:某兩次實驗只有一個條件不相同,若兩次實驗結果不同,則與該條件有關,否則無關。反過來,若要研究的問題是物理量與某一因素是否有關,則應只使該因素不同,而其他因素均應相同。控制變數法是中考物理實驗方法中的陳獨秀同學,最常用,最常考,沒有之一。
二、理想實驗法
理想實驗法又叫實驗推理法或科學推理法,它是人們在思想中塑造的一種理想實驗,是邏輯推理的一種特殊形式。它是在觀察實驗的基礎上,忽略次要因素,進行合理的推想,得出結論,達到認識事物本質的目的。它既要以實驗事實作基礎,又必須結合科學推理才能得到正確結論。理想實驗法在物理學的理論研究中有重要的作用。
三、轉換法
物理學中有的物理現象不便於直接觀察,有的物理量不便於直接測量,通過轉換為容易觀察或測量的與之相等或與之相關聯的物理現象,從而獲得結論的研究方法叫轉換法。轉換法中被轉換的對象很多,可以是物理模型、研究對象和研究方法,也可以是某個圖形、某個物理量初中物理在研究概念、規律和實驗中多處應用了這種方法。
有的物理現象不便於直接觀察,如分子、電流、磁場看不見、摸不到,我們可分別通過墨水的擴散現象、電流產生的效應、磁場中小磁針的偏轉來認識並研究它們。
有的物理量不便於直接測量,如電阻、電功率等量不易直接測量,我們可轉化成用電壓表、電流表分別測出電壓U和電流I,然後分別由公式R=U/I、P=UI計算出電阻和電功率。
四、模型法
把復雜問題簡單化,摒棄次要因素,抓住主要因素,對實際問題進行理想化處理,構建理想化的物理模型,這是一種重要的物理思想。在建立起理想化模型的基礎上,有時為了更加形象地描述所要研究的物理現象、物理問題,還需要引入一此虛擬的內容,藉此來形象、直觀地表述物理情景。理想化模型可分為對象模型、條件模型和過程模型三類。例如,勻速直線運動就是一種理想模型。在生活實際中嚴格的勻速直線運動是無法找到的,但有很多的運動情形都近似於勻速直線運動,按勻速直線運動來處理,大大簡化了難度。
Ⅷ 實驗加推理法又稱為
D 因為裝置不能做到完全真空,根據實驗現象推理出真空不能傳聲.
Ⅸ 物理初中物理的研究方法有哪幾種
一、控制變數法:通過固定某幾個因素轉化為多個單因素影響某一量大小的問題.
1、影響蒸發快慢的因素; 2、壓力作用效果與哪些因素有關;
3、研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關; 4、影響電阻大小的因素;
5、研究電流與電壓、電阻的關系(歐姆定律); 6、電磁鐵磁性強弱與哪些因素有關;
7、探索磁場對電流的作用規律; 8、研究電磁感應現象; 9、研究焦耳定律.
二、等效法:將一個物理量,一種物理裝置或一個物理狀態(過程),用另一個相應量來替代,得到同樣的結論的方法.
1、在研究物體受幾力時,引入合力.2、曹沖稱象.
3、在研究多個用電器組成的電路中,引入總電阻.
三、模型法:以理想化的辦法再現原型的本質聯絡和內在特性的一種簡化模型.
1、在研究光學時,引入「光線」概念.
2、在研究磁場時,引入磁感線對磁場進行描述.3、理想電表.
四、轉換法(間接推斷法)
累積法:把不能觀察到的效應(現象)通過自身的積累成為可觀測的巨集觀物或巨集觀效應.
1、用壓緊鉛柱的方法來顯示分子面的引力作用.
2、在研究分子運動時,利用擴散現象來研究.
3、根據電流所產生的效應認識電流.
4、根據磁鐵產生的作用來認識磁場.
五、類比法:根據兩個物件之間在某些方面的相似或相同,把其中某一物件的有關知識、結論推移到另一個物件中去的一種邏輯方法.
1、水壓--電壓
2、抽水機提供水壓類似電源提供電壓.
3、用速度的定義公式引入壓強公式.
六、比較法:找出研究物件之間的相同點或相異點的一種邏輯方法.
1、研究蒸發和沸騰的異同點.
2、比較電壓表與電流表在使用過程中的相同點和相異點.
3、比較電動機與發電機的結構和原理的相同點和異同點.
4、汽油機和柴油機的相同點和異同點.
七、歸納法:從一系列個別現象的判斷概括出一般性判斷的邏輯的方法.
1、從氣、液、固的擴散實現現象,得出結論:一切物體的分子都在作無規則的運動.
2、物理學中的實驗規律(如串、並聯電路中電流、電壓的特點等)幾乎都用了此法.
初中物理的研究方法
控制變數法2.等效替換法3.模型法 4類比法
1.比較法 例:比較其他條件相同時電阻大小與長度的關系
2.控制變數法 例:探究電阻與哪些因素有關
3.等效替換法 例:平面鏡成像的兩根等長的蠟燭
4.模型法 例:光線
5.類比法 例:電流與水流類比
6.演繹法 例:其他條件相同時電阻大小與長度成正比.銀是電阻 所以其他條件相同時銀的電阻大小與長度成正比
7.歸納法 例:風是空氣振動發聲 人說話是聲帶振動發聲......所以一切發聲的物體都在振動
8.推理法 例:真空罩里的鬧 *** 音隨著空氣的減少而減弱 所以真空不能傳聲
等等
初中物理的主要研究方法有:等效(替代法)、建立理想模型法、控制變數法、實驗推理法、轉換法、類比法等。現在說明以及列舉例子如下:
(一)等效(替代法)
在物理學中,將一個或多個物理量、一種物理裝置、一個物理狀態或過程來替代,得到同樣的結論,這樣的方法稱為等效(替代)法,運用這樣的方法可以使所要研究的問題簡單化、直觀化。
⑴在電路中,若干個電阻,可以等效為一個合適的電阻,反之亦可,如串聯電路的總電阻、並聯電路的總電阻都利用了等效的思想。
⑵在「曹沖稱象」中用石塊等效替換大象,效果相同。
⑶在研究平面鏡成像實驗中,用兩根完全相同的蠟燭,其中一根等效另一根的像。
(二)建立理想模型法
把復雜問題簡單化,摒棄次要條件,抓住主要因素,對實際問題進行理想化處理,構建理想化的物理模型,這是一種重要的物理思想。在建立起理想化模型的基礎上,有時為了更加形象地描述所要研究的物理現象、物理問題,還需要引入一些虛擬的內容,籍此來形象、直觀地表述物理情景。
⑴勻速直線運動,就是一種理想模型。在生活實際中嚴格的勻速直線運動是無法找到的,但有很多的運動情形都近似於勻速直線運動,按勻速直線運動來處理,大大簡化了難題,得到的結果又具有極高的精度,在允許的誤差范圍內與實際相吻合。
⑵杠桿也是一種理想模型,杠桿在實際使用時,由於受力的作用,都會引起或大或小的形變,可忽略不計,因此,我們就把杠桿理相化,認為它無形變。
⑶汛期,江河中的水有時會透過大壩下的底層從壩外的地面冒出來,形成「管涌」,「管涌」的物理模型是連通器。
⑷光線、磁感線都是虛擬假定出來的,但它們卻直觀、形象地表述物理情境與事實,方便地解決問題。通過磁感線研究磁場的分布,通過光線研究光的傳播路徑和方向。
(三)控制變數法
在研究物理問題時,某一物理量往往受幾個不同物理的影響,為了確定各個不同物理量之間的關系,就需要控制某些量,使其固定不變,改變某一個量,看所研究的物理量與該物理量之間的關系。【注意】在很多探究性實驗中經常用到此法。
⑴研究滑動摩擦力與壓力和接觸面之間的關系。
⑵研究壓力的作用效果(壓強)與壓力和受壓面積的關系。
⑶研究液體的壓強與液體的密度和深度的關系。
⑷研究物體的動能與質量和速度的關系。
⑸研究物體的勢能與質量和高度的關系。
⑹研究弦樂器的單調與弦的松緊、長短和粗細的關系。
⑺研究電流與電阻、電壓之間的關系即歐姆定律。
⑻研究導體電阻大小跟導體的材料、長度、橫截面積的關系。
⑼研究電流產生的熱量與電流、電阻和通電時間的關系。
⑽研究電磁鐵的磁性與線圈的匝數和電流的大小的關系。
⑾研究蒸發快慢與液體溫度、液體的表面積和液體上方空氣的流動快慢有關。
(四)實驗推理法
實驗推理法它以大量的可靠的事實為基礎,以真實的實驗為原形,通過合理的推理得出結論,深該地揭示物理規律的本質,是物理學研究的一種重要的思想方法。
⑴研究牛頓第一定律
⑵研究真空中能否傳聲
(五)轉換法
在物理學習中,有時需要研究看不見的物質(如電流、分子、力、磁場),這時就必須將研究的方向轉移到由該物質產生的各種可見的效應、效果上,由此來分析、研究該物質的存在、大小等情況,這種研究方法稱為轉換法。
⑴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光去確定,即根據電流產生的效應來判斷。
⑵分子運動看不見、摸不著,不好研究,便可通過研究擴散現象認識它。
⑶磁場運動看不見、摸不著,判斷磁場是否存在時,用小磁針放在其中看是否轉動來確定。
⑷判斷電磁鐵強弱時,用電磁鐵吸引大頭針的多少來確定。
(六)類比法
為了把要表述的物理問題說得清楚明白,往往用具體的、有形的、人們民熟知的事物來類比要說明的那些抽象的、無形的、陌生的事物。通過類比,使人們對所要提示的事物有一個直接的、具體的、形象的認識,找出類似的規律。【注意】類比的兩個或兩類物件要有共有的相同或相似處。
⑴固體、液體、氣體的分子結構用學生在校的情況類比。
⑵研究做功快慢時與運動快慢進行類比等。
1. 觀察法:
觀察法是人們為了認識事物的本質和規律有目的有計劃的對自然發生條件下所顯現的有關事物進行考察的一種方法,是人們收集獲取記載和描述感性材料的常用方法之一,是最基本最直接的研究方法。簡單的講觀察法就是看仔細地看。但它和一般的看不同,觀察是人的眼睛在大腦的指導下進行有意識的組織的感知活動。因此,亦稱科學觀察。
例項:水的沸騰:在使用溫度計前,應該先觀察它的量程,認清它的刻度值。實驗過程中要注意觀察水沸騰前和沸騰時水中氣泡上升過程的兩種情況,溫度計在沸騰前和沸騰時的示數變化;在學習聲音的產生時可讓學生觀察小紙片在揚聲器中的運動狀態,觀察正在發聲的音叉插入水中激起水花,觀察蟋蟀知了鳴叫是的情況,就會發現發出聲音的物體都在振動;除此之外還有光的反射規律;光的折射規律;凸透鏡成像;滑動摩察力與哪些因素有關等。
2. 放大法
放大法是物理實驗中常遇到一些微小物理量的測量。為提高測量精度,常需要採用合適的放大方法,選用相應的測量裝置將被測量進行放大後再進行測量。常用的放大法有累計放大法、形變放大法、光學放大法等。
(1)累計放大法:在被測物理量能夠簡單重疊的條件下,將它展延若干倍再進行測量的方法,稱為累計放大法(疊加放大法)。如測量紙的厚度、金屬絲的直徑等,常用這種方法進行測量;累計放大法的優點是在不改變測量性質的情況下,將被測量擴充套件若干倍後再進行測量,從而增加測量結果的有效數字位數,減小測量的相對誤差。在使用累計放大法時,應注意兩點,一是在擴充套件過程中被測量不能發生變化;二是在擴充套件過程中應努力避免引入新的誤差因素。
(2)形變放大法:形變是力作用的效果,在力學中形變的基本表現形式為體積、長度、角度的改變。而顯示形變的方法可用力學的方法,也可用電學、光學的方法,如:體積的變化:由液柱的長度的變化顯示;熱膨脹:杠桿放大法顯示。
(3)光學放大法:常用的光學放大法有兩種,一種是使被測物通過光學裝置放大視角形成放大像,便於觀察判別,從而提高測量精度。例如放大鏡、顯微鏡、望遠鏡等。另一種是使用光學裝置將待測微小物理量進行間接放大,通過測量放大了的物理量來獲得微小物理量。例如測量微小長度和微小角度變化的光杠桿鏡尺法,就是一種常用的光學放大法。
3. 控制變數法
控制變數法是指討論多個物理量的關系時通過控制其幾個物理不變,只改變其中一個物理量從而轉化為多個單一物理量影響某一個物理量的問題的研究方法。這種方法在實驗資料的表格上的反映為某兩次試驗只有一個條件不同,若兩次試驗結果不同則與該條件有關。否則無關。反之,若要研究的問題是物理量與某一因素是否有關則應只使該因素不同,而其他因素均應相同。
例項:在研究導體的電阻跟哪些因素有關時,為了研究方便採用控制變數法。即每次須挑選兩根合適的導線,測出它們的電阻,然後比較,最後得出結論。為了研究導體的電阻與導體長度的關系,應選用材料橫截面相同的導線,為了研究導體的電阻與導體材料的關系,應選用長度和橫截面相同的導線,為了研究導體的電阻與導體橫截面的關系,應選用材料和長度相同的導線。研究影響力的作用效果的因素;研究液體蒸發快慢的因素;研究液體內部壓強;研究動能勢能大小與哪些因素有關;研究琴弦發聲的音調與弦粗細、松緊、長短的關系;研究物體吸收的熱量與物質的種類質量溫度的變化的關系;研究電流與電壓電阻的關系;研究電功或電熱與哪些因素有關;研究通電導體在磁場中受力與哪些因素有關;研究影響感應電流的方向的因素採用此法。
4. 類比法
所謂類比就是「觸類旁通」「舉一反三」實際上是一種從特殊到特殊,從一般到一般的推理,它是根據兩個或兩類物件之間在某些方面的相同或相似而推出他們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。從而可以幫助我們理解較復雜的實驗和較難的物理知識。類比是一種推理方法,不同事物在屬性、數學形式及其他量描述上有相同或相似的地方就可以來用類比推理。類比法是提出科學假說做出科學預言的重要途徑,物理學發展史上的許多假說是運用類比方法創立的,開普勒也曾經說過:「我們珍惜類比推理勝於任何別的東西」。
例項:電壓與水壓;電流與水流;內能與機械能;原子結構與太陽系;水波與電磁波;通訊與鴿子傳遞信件;功率概念與速度概念的形成。在物理學中運用類比方法可以引導學生自己獲取知識,有助於提出假說進行推測,有助於提出問題並設想解決問題的方向。類比可激發學生探索的意向,引導學生進行探索使學生成為自覺積極的活動,發展學生的思維能力。
類比是科學家最常運用的一種思維方法,由這種方法得出的結論雖然不一定可靠,但是,在邏輯中卻富有創造性。類比的事例很多這就需要平時多留心不斷地總結找到比較恰當的事例做類比。
5. 等效替代法
所謂等效替代法是在保證效果相同的前提下,將陌生復雜的問題變換成熟悉簡單的模型進行分析和研究的思維方法,它在物理學中有著廣泛的應用。
例項:研究串聯並聯電路關系時引入總電阻(等效電阻)的概念,在串聯電路中把幾個電阻串聯起來,相當於增加了導體的長度,所以總電阻比任何一個串聯電阻都大,把總電阻稱為串聯電路的等效電阻。在並聯電路中把幾個電阻並聯起來,相當於增加了導體的橫截面積,所以總電阻比任何一個並聯電阻都小,把總電阻稱為並聯電路的等效電阻;在電路分析中可以把不易分析的復雜電路簡化成為較為簡單的等效電路;在研究同一直線上的二力的關系時引入合力的概念也是運用了等效替代法。
6. 比較法
比較法是確定研究物件之間的差異點和共同點的思維過程和方法,各種物理現象和過程都可以通過比較確定它們的差異點和共同點。比較是抽象與概括的前提,通過比較可以建立物理概念總結物理規律。利用比較又可以進行鑒別和測量。因此,比較法是物理現象研究中經常運用的最基本的方法。比較法有三種類型:①異中求同的比較。即比較兩個或兩個以上的物件而找出其相同點。②同中求異的比較。即指比較兩個或兩個以上的物件而找出其相異點。③同異綜合比較。即比較兩個或兩個以上的物件的相同點相異點。
例項:象汽車輪船火車飛機它們的發動機各不相同但都是把燃料燃燒時釋放的內能轉化為機械能裝置。而汽油機和柴油機雖然都是內燃機但是從它們的構造、吸入的氣體、點火方式、使用范圍等方面都有不同。再如蒸發與沸騰的比較兩者的相同點都是汽化過程。不同點從發生時液體的溫度、發生所在的部位及現象都不同。還可以用比較法來研究質量與體積的關系;重力與質量的關系;重力與壓力;電功與電功率等。
7. 轉換法
物理學中對於一些看不見摸不著的現象或不易直接測量的物理量,通常用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量間接測量,這種研究問題的方法叫轉換法。初中物理在研究概念規律和實驗中多處應用了這種方法。
例項:物體發生形變或運動狀態改變可證明一些物體受到力的作用;馬德堡半球實驗可證明大氣壓的存在;霧的出現可以證明空氣中含有水蒸氣;影子的形成可以證明光沿直線傳播;月食現象可證明月亮不是光源;奧斯特實驗可證明電流周圍存在著磁場;指南針指南北可證明地磁場的存在;擴散現象可證明分子做無規則運動;鉛塊實驗可證明分子間存在著引力;運動的物體能對外做功可證明它具有能等。
8. 理想實驗
理想實驗又叫「假想實驗」「抽象的實驗」或「思想上實驗」,它是人們在思想中塑造的理想過程,是一種邏輯推理思維過程和理論研究重要方法。理想實驗雖然叫實驗,但它同所說的真實科學實驗是有原則區別的,真實科學實驗是一種實踐活動,而理想實驗則是一種思維活動,前者是可以將設計通過物理過程而實現的實驗,後者則是在抽象思維中設想出來而實際上無法做到的實驗。但是,理想實驗並不是脫離實際的主觀臆想。首先,理想實驗是以實踐為基礎的,所謂的理想實驗就是在真實的科學實驗的基礎上,抓住主要矛盾忽略次要矛盾對實際過程做出更深入一層的抽象分析。其次,理想實驗的推廣過程是以一定的邏輯法則為根據的,而這些邏輯法則都是從長期的社會實踐中總結出來的並為實踐所證實了的。
理想實驗在自然科學的理想研究中有著重要的作用。但是,理想實驗的方法也有其一定的局限性,理想實驗只是一種邏輯推理的思維過程,它的作用只限於邏輯上的證明與反駁,而不能用來作為檢驗正確與否的標准。相反,由理想實驗所得出的任何推論都必然由觀察實驗的結果來檢驗。
例項:研究真空是否能夠傳聲;牛頓第一定律等。
9. 建立模型法
建立模型法是一種高度抽象的理想客體和形態用物理模型,用物理模型可以使抽象的假說理論加以形象化,便於想像和思考研究問題。物理學的發展過程可以說就是一個不斷建立物理模型和用新的物理模型代替舊的或不完善的物理模型的過程。
例項:研究肉眼觀察不到的原子結構時,建立原子核式結構模型;研究光現象時用到光線模型;研究磁現象是用到磁感線模型;力的示意圖或力的圖示是實際物體和作用力的模型;電路圖是實物電路的模型;研究發電機的原理和工作過程用掛圖及手搖發電機模型;研究內燃機結構和工作原理用掛圖及汽油機柴油模型。
10. 平衡法
平衡,是相對於兩個以上物體組成的一個物理組合而言的,在物理變化過程中,組合中各物體的一些物理量在一定條件下保持相等,這時,我們就把這些物體所處的這種狀態稱之為平衡態,初中物理研究的平衡態問題,歸結起來大致有如下三大類:一是在平衡力作用下物體的平衡;二是杠桿的平衡:三是溫度不同的物體混合後達到的熱平衡,有關這三類問題都必須用平衡原理去解。
例項:你在玩木板小車模型的時候,讓小錘自由下落,拉著小車向前走,其中,小車與木板有摩擦,這時測的小車速度是有誤差的,所以你現在可以用平衡法來平衡小車的摩擦力,比如把木板墊高。
11. 留跡法
在物理實驗中,有些物理現象瞬息即逝,實驗者難以在此瞬間對研究物件進行觀察和測量。如運動物體所處的位置、軌跡、影象等。但我們可用一定的方法將有關資訊記錄下來,然後通過測量或觀察來進行研究,這種方法就是留跡法。
例項:沙擺描繪單擺的振動曲線;用打點計時器記錄物 *** 置;用頻閃照相機拍攝平拋的小球位置;用示波器觀察交流訊號的波形等。
12. 累積法
把某些難以用常規儀器直接准確測量的物理量用累積的方法,將小量變大量,不僅可以便於測量,而且還可以提高測量的准確程度,減小誤差。這種方法稱為累積法。
主要累積方法:(1)時間累積法:對時間累積後進行測量求平均值的方法。(2)空間累積法:對空間進行累積後求平均值的方法。
例項:在「用滴水法測重力加速度」的實驗中,調節並測量水龍頭到盤子的高度差h;讓前一滴水滴到盤子聽到聲音時,後一滴恰離開水龍頭;再測出n次水擊盤聲的總時間tn,則下落h高度用時。又如在「測定金屬電阻率」的實驗中,若沒有螺旋測微器,可把金屬絲繞在鉛筆上若干圈,由金屬線圈的總長度除以圈數來測量金屬絲的直徑。
13. 外推法:
有些物理量可以區域性觀察或測量,作為它的極端情況,不易直觀觀測,如果把這區域性觀察測量得到的規律外推到極端,可以達到目的。例如在測電源電動勢和內電阻的實驗中,無法直接測量I=0(斷路)時的路端電壓(電動勢)和短路(U=0)時的電流強度,通過一系列U、I對應值點畫出直線並向兩方延伸,交U軸點為電動勢,交I軸點為短路電流
控制變數法:如探究滑動摩擦力與什麼因素有關
轉化(轉換)法:如顯示從斜面滑下小車的動能(看木塊被撞距離遠近)
等效替代法:如等效替代測電阻
類比法:如通過水壓、水流認識電壓、電流
對比法:如對比色光三原色和顏料三原色
建模法:如通過磁感線描述磁體周圍磁場分布情況
等
第1、2種較為常用
1.比較法 例:比較其他條件相同時電阻大小與長度的關系
2.控制變數法 例:探究電阻與哪些因素有關
3.等效替換法 例:平面鏡成像的兩根等長的蠟燭
4.模型法 例:光線
5.類比法 例:電流與水流類比
6.演繹法 例:其他條件相同時電阻大小與長度成正比.銀是電阻 所以其他條件相同時銀的電阻大小與長度成正比
7.歸納法 例:風是空氣振動發聲 人說話是聲帶振動發聲......所以一切發聲的物體都在振動
8.推理法 例:真空罩里的鬧 *** 音隨著空氣的減少而減弱 所以真空不能傳聲