A. 物理學中,除了控制變數法外,還有什麼法
物理學中,除了控制變數法外,還有什麼法
常見的物理方法
模型法
即將抽象的物理現象用簡單易懂的具體模型表示.如用太陽系模型代表原子結構,用簡單的線條代表杠桿等.
疊加法
物理學中常常把微小的、不易測量的同一物理量疊加起來,測量後求平均值的方法俗稱「疊加法」如用厘米刻度尺一張紙的厚度、銅絲的直徑等.
控制變數法
自然界發生的各種現象,往往是錯綜復雜的.決定某一個現象的產生和變化的因素常常也很多.為了弄清事物變化的原因和規律,必須設法把其中的一個或幾個因素用人為的方法控制起來,使它保持不變,然後來比較,研究其他兩個變數之間的關系,這種研究問題的科學方法就是「控制變數法」.初中物理實驗大多都用到了這種方法,如通過導體的電流I受到導體電阻R和它兩端電壓U的影響,在研究電流I與電阻R的關系時,需要保持電壓U不變;在研究電流I與電壓U的關系時,需要保持電阻R不變.
實驗+推理法
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.如將一隻鬧鍾放在密封的玻璃罩內,當罩內空氣被抽走時,鍾聲變小,由此推理出:真空不能傳聲;再如牛頓第一定律推導
轉換法
一些看不見,摸不著的物理現象,不好直接認識它,我們常根據它們表現出來的看的見、摸的著的現象來間接認識它們.如根據電流的熱效應來認識電流大小,根據磁場對磁體有力的作用來認識磁場等.
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.如用合力替代各個分力,用總電阻替代各部分電阻,浮力替代液體對物體的各個壓力等.
描述法
為了研究問題的方便,我們常用線條等手段來描述各種看不見的現象.如用光線來描述光,用磁感線來描述磁場,用力的圖示描述力等.
類比法
在認識一些物理概念時,我們常將它與生活中熟悉且有共同特點的現象進行類比,以幫助我們理解它.如認識電流大小時,用水流進行類比.認識電壓時,用水壓進行類比.
B. 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。
C. 物理學中,經常用的科學方法有哪些如:轉換法,控制變數法
研究物理的科學方法有許多,經常用到的有觀察法、實驗法、比較法、類比法、等效法、轉換法、控制變數法、模型法、科學推理法等。研究某些物理知識或物理規律,往往要同時用到幾種研究方法。如在研究電阻的大小與哪些因素有關時,我們同時用到了觀察法(觀察電流表的示數)、轉換法(把電阻的大小轉換成電流的大小、通過研究電流的大小來得到電阻的大小)、歸納法(將分別得出的電阻與材料、長度、橫截面積、溫度有關的信息歸納在一起)、和控制變數法(在研究電阻與長度有關時控制了材料、橫截面積)等方法。可見,物理的科學方法題無法細致的分類。只能根據題意看題中強調的是哪一過程,來分析解答。下面我們將一些重要的實驗方法進行一下分析。一、 控制變數法物理學研究中常用的一種研究方法——控制變數法。所謂控制變數法,就是在研究和解決問題的過程中,對影響事物變化規律的因素或條件加以人為控制,使其中的一些條件按照特定的要求發生變化或不發生變化,最終解決所研究的問題。可以說任何物理實驗,都要按照實驗目的、原理和方法控制某些條件來研究。如:導體中的電流與導體兩端的電壓以及導體的電阻都有關系,中學物理實驗難以同時研究電流與導體兩端的電壓和導體的電阻的關系,而是在分別控制導體的電阻與導體兩端的電壓不變的情況下,研究導體中的電流跟這段導體兩端的電壓和導體的電阻的關系,分別得出實驗結論。通過學生實驗,讓學生在動腦與動手,理論與實踐的結合上找到這「兩個關系」,最終得出歐姆定律I=U/R。為了研究導體的電阻大小與哪些因素有關, 控制導體的長度和材料不變,研究導體電阻與橫截面積的關系。為了研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關,保證壓力相同時,研究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關系。
利用控制變數法研究物理問題,注重了知識的形成過程,有利於扭轉重結論、輕過程的傾向,有助於培養學生的科學素養,使學生學會學習。中學物理課本中,蒸發的快慢與哪些因素的有關;滑動摩擦力的大小與哪些因素有關;液體壓強與哪些因素有關;研究浮力大小與哪些因素有關;壓力的作用效果與哪些因素有關;滑輪組的機械效率與哪些因素有關;動能、重力勢能大小與哪些因素有關;導體的電阻與哪些因素有關;研究電阻一定、電流與電壓的關系;研究電壓一定、電流和電阻的關系;研究電流做功的多少跟哪些因素有關系;電流的熱效應與哪些因素有關;研究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關系等均應用了這種科學方法。二、轉換法一些比較抽象的看不見、摸不著的物質的微觀現象,要研究它們的運動等規律,使之轉化為學生熟知的看得見、摸得著的宏觀現象來認識它們。這種方法在科學上叫做「轉換法」。 如:分子的運動,電流的存在等,如:空氣看不見、摸不到,我們可以根據空氣流動(風)所產生的作用來認識它;分子看不見、摸不到,不好研究,可以通過研究墨水的擴散現象去認識它;電流看不見、摸不到,判斷電路中是否有電流時,我們可以根據電流產生的效應來認識它;磁場看不見、摸不到,我們可以根據它產生的作用來認識它。再如,有一些物理量不容易測得,我們可以根據定義式轉換成直接測得的物理量。在由其定義式計算出其值,如電功率(我們無法直接測出電功率只能通過P=UI利用電流表、電壓表測出U、I計算得出P)、電阻、密度等。 中學物理課本中,測不規則小石塊的體積我們轉換成測排開水的體積我們測曲線的長短時轉換成細棉線的長度在測量滑動摩擦力時轉換成測拉力的大小大氣壓強的測量(無法直接測出大氣壓的值,轉換成求被大氣壓壓起的水銀柱的壓強)測硬幣的直徑時轉換成測刻度尺的長度測液體壓強(我們將液體的壓強轉換成我們能看到的液柱高度差的變化)通過電流的效應來判斷電流的存在(我們無法直接看到電流),通過磁場的效應來證明磁場的存在(我們無法直接看到磁場),研究物體內能與溫度的關系(我們無法直接感知內能的變化,只能轉換成測出溫度的改變來說明內能的變化);在研究電熱與電流、電阻的因素時,我們將電熱的多少轉換成液柱上升的高度。在我們研究電功與什麼因素有關的時候,我們將電功的多少轉換成砝碼上升的高度。密度、功率、電功率、電阻、壓強(大氣壓強)等物理量都是利用轉換法測得的。在我們回答動能與什麼因素有關時,我們回答說小球在平面上滑動的越遠則動能越大,就是將動能的大小轉換成了小球運動的遠近。以上列舉的這些問題均應用了這種科學方法。例:1、分子運動看不見、摸不著,不好研究,但科學家可以通過研究墨水的擴散現象去認識它,這種方法在科學上叫做「轉換法』。下面是小明同學在學習中遇到的四個研究實例,其中採取的方法與剛才研究分子運動的方法相同的是( )
A。利用磁感應線去研究磁場問題
B。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
C。研究電流與電壓、電阻關系時,先使電阻不變去研究電流與電壓的關系:然後再讓電壓不變去研究電流與電阻的關系
D。研究電流時,將它比做水流
解析:B。三、放大法在有些實驗中,實驗的現象我們是能看到的,但是不容易觀察。我們就將產生的效果進行放大再進行研究。 比如音*的振動很不容易觀察,所以我們利用小泡沫球將其現象放大。觀察壓力對玻璃瓶的作用效果時我們將玻璃瓶密閉,裝水,插上一個小玻璃管,將玻璃瓶的形變引起的液面變化放大成小玻璃管液面的變化。四、積累法在測量微小量的時候,我們常常將微小的量積累成一個比較大的量、比如在測量一張紙的厚度的時候,我們先測量100張紙的厚度在將結果除以100,這樣使測量的結果更接近真實的值就是採取的積累法。要測量出一張郵票的質量、測量出心跳一下的時間,測量出導線的直徑,均可用積累法來完成。五、類比法在我們學習一些十分抽象的,看不見、摸不著的物理量時,由於不易理解我們就拿出一個大家能看見的與之很相似的量來進行對照學習。如電流的形成、電壓的作用通過以熟悉的水流的形成,水壓使水管中形成了水流進行類比,從而得出電壓是形成電流的原因的結論。學生在學習電學知識時,在老師的引導下,聯想到:水壓迫使水沿著一定的方向流動,使水管中形成了水流;類似的,電壓迫使自由電荷做定向移動使電路中形成了電流。抽水機是提供水壓的裝置;類似的,電源是提供電壓的裝置。水流通過渦輪時,消耗水能轉化為渦輪的動能;類似的,電流通過電燈時,消耗的電能轉化為內能。我們學習分子動能的時候與物體的動能進行類比;學習功率時,將功率和速度進行類比。例: 1、某同學在學習電學知識時,在老師的引導下,聯想力學實驗現象,進行比較並找出了一些相類似的規律,其中不準確的是( ) A。水壓使水管中形成水流;類似地,電壓使電路中形成電流
B。抽水機是提供水壓的裝置;類似地,電源是提供電壓的裝置C。抽水機工作時消耗水能;類似地,電燈發光時消耗電能D。水流通過渦輪時,消耗水能轉化為渦輪的動能:類似地,電流通過電燈時,消耗電能轉化為內能和光能 解析:C
通過類比,用大家熟悉的水流、水壓的直觀認識,使得看不見、摸不著的抽象的電流、電壓等知識躍然紙面,栩栩如生。六、理想化物理模型:實際現象和過程一般都十分復雜的,涉及到眾多的因素,採用模型方法對學習和研究起到了簡化和純化的作用。但簡化後的模型一定要表現出原型所反映出的特點、知識。模型法有較大的靈活性。每種模型有限定的運用條件和運用的范圍。中學課本中很多知識都應用了這個方法,比如有:液柱、(比如在求液體對豎直的容器底的壓強的時候,我們就選了一個液柱作為研究的對象簡化,簡化後的模型依然保留原來的特點和知識)光線、(在我們學習光線的時候光線是一束的,而且是看不見的,我們使用一條看的見的實線來表示就是將問題簡化,利用了理想化模型)液片、(在我們研究連通器的特點,求大氣壓時我們都在某一位置取了一個液面,研究該液面所受到的壓強和壓力,也是將問題簡化,利用理想化模型法)光沿直線傳播;(在我們學習中我們知道真正的空氣是各處都不均勻的,比如越往上空氣越稀薄,在比如因為空氣各處不均勻形成了風,而在光是沿直線傳播一節中我們將問題簡化,只取一個簡單的模型,一條光線在均勻的介質中傳播)勻速直線運動;(生活中很少有一個物體真正的做勻速直線運動,在我們研究問題的時候勻速直線運動只是一個模型)磁感線(磁感線是不存在的一條線,但是我們為了便於研究磁場我們人為的引入了一條線,將我們研究的問題簡化。)例:1、在我們學習物理知識的過程中,運用物理模型進行研究的是( )
A、建立速度概念 B、研究光的直線傳播 C、用磁感應線描述磁場 D、分析物體的質量 解析:B、C。七、科學推理法:當你在對觀察到的現象進行解釋的時候就是在進行推理,或說是在做出推論,例如當你家的狗在叫的時,你可能會推想有人在你家的門外,要做出這一推論,你就需要把現象(狗的叫聲)與以往的知識經驗,即有陌生人來時狗會叫結合起來。這樣才能得出符合邏輯的答案如:在進行牛頓第一定律的實驗時,當我們把物體在越光滑的平面運動的就越遠的知識結合起來我們就推理出,如果平面絕對光滑物體將永遠做勻速直線運動。如:在做真空不能傳聲的實驗時,當我們發現空氣越少,傳出的聲音就越小時,我們就推理出,真空是不能傳聲的。八、等效替代法:比如在研究合力時,一個力與兩個力使彈簧發生的形變是等效的,那麼這一個力就替代了兩個力所以叫等效替代法,在研究串、並聯電路的總電阻時,也用到了這樣的方法。在平面鏡成像的實驗中我們利用兩個完全相同的蠟燭,驗證物與像的大小相同,因為我們無法真正的測出物與像的大小關系,所以我們利用了一個完全相同的另一根蠟燭來等效替代物體的大小。九、歸納法:是通過樣本信息來推斷總體信息的技術。要做出正確的歸納,就要從總體中選出的樣本,這個樣本必須足夠大而且具有代表性。在我們買葡萄的時候就用了歸納法,我們往往先嘗一嘗,如果都很甜,就歸納出所有的葡萄都很甜的,就放心的買上一大串。比如銅能導電,銀能導電,鋅能導電則歸納出金屬能導電。在實驗中為了驗證一個物理規律或定理,反復的通過實驗來驗證他的正確性然後歸納、分析整理得出正確的結論。在阿基米德原理中,為了驗證F浮=G排,我們分別利用石塊和木塊做了兩次實驗,歸納、整理均得出F浮=G排,於是我們驗證了阿基米德原理的正確性,使用的正是這種方法。在驗證杠桿的平衡條件中,我們反復做了三次實驗來驗證F1×L1=F2×L2也是利用這種方法。一切發聲體都在振動結論的得出(在實驗中對多種結論進行分析整理並得出最後結論時),都要用到這一方法。在驗證導體的電阻與什麼因素有關的時候,經過多次的實驗我們得出了導體的電阻與長度,材料,橫截面積,溫度有關,也是將實驗的結論整理到一起後歸納總結得出的。在所有的科學實驗和原理的得出中,我們幾乎都用到了這種方法。十、比較法(對比法)當你想尋找兩件事物的相同和不同之處,就需要用到比較法,可以進行比較的事物和物理量很多,對不同或有聯系的兩個對象進行比較,我們主要從中尋找它們的不同點和相同點,從而進一步揭示事物的本質屬性。如,比較蒸發和沸騰的異同點。如,比較汽油機和柴油機的異同點 如,電動機和熱機 如,電壓表和電流表的使用利用比較法不僅加深了對它們的理解和區別,使同學們很快地記住它們,還能發現一些有趣的東西。十一、分類法把固體分為晶體和非晶體兩類、導體和絕緣體。十二、觀察法物理是一門以觀察、實驗為基礎的學科。人們的許多物理知識是通過觀察和實驗認真地總結和思索得來的。著名的馬德堡半球實驗,證明了大氣壓強的存在。在教學中,可以根據教材中的實驗,如長度、時間、溫度、質量、密度、力、電流、電壓等物理量的測量實驗中,要求學生認真細致的觀察,進行規范的實驗操作,得到准確的實驗結果,養成良好的實驗習慣,培養實驗技能。大部分均利用的是觀察法。十三、比值定義法:例:密度、壓強、功率、電流等概念公式採取的都是這樣的方法。十四、多因式乘積法:例:電功、電熱、熱量等概念公式採取的都是這樣的方法。 十五、逆向思維法例:由電生磁想到磁生電以上這些方法,還只是在初中物理的學習中會遇到和使用的一些科學方法,列舉出來,希望能夠給大家一些幫助。也希望大家都來關注這方面的問題,多了解和掌握一些科學方法,靈活運用,以便於指導我們的學習,工作和生活。配套練習題例1、質量、速度、密度、慣性、功率、比熱容、電功率這些物理量可按一定的特徵進行分類:(1)表示物質某種特性的物理量有:
(2)表示物體本身屬性的物理量有:
(3)表示某方面的「快慢」的物理量有:
答案:[密度、比熱容;質量、慣性;速度、功率、電功率]例2、在初中物理學習中涉及了許多科學研究方法,如等效替代、控制變數等,在下列物理研究實例中,
所用方法相同的是 : 。
所用方法相同的是 : 。(選填序號)。a. 研究液體內部壓強與哪些因素有關;b. 在研究磁場時,引入「磁感線」的概念;c. 在研究串、並聯電路時,引入「總電阻」的概念;d. 研究光的傳播時,引入「光線」的概念;e. 在研究物體受幾個力作用的情況時,引入「合力」的概念;f. 用擴散現象證明分子的無規則運動;g. 研究滑動摩擦力與哪些因素有關;h. 通過小磁針指向偏轉,判定磁場的存在;i。 研究力的作用效果與力的哪些因素有關。
此為半開放習題:a、g、i控制變數;b、d物理模型;c、e等效替代;f、h轉換法
例3、某同學為了粗略測出排球擊地時對地面作用力的大小,他想出了一個辦法:在地上鋪一張紙,把球用水沾濕,然後用球擊紙,在紙上留下一個圓形的濕跡,然後再將這張紙鋪在台秤上,用力將球按在紙上,直至球與紙上的圓形濕跡完全重合,根據此時台秤的讀數,計算出球擊地的作用力。此同學實驗的理論依據是:。
他在此實驗中運用的方法是:。
力可以改變物體的形狀;等效替代例4、某同學做「研究影響滑動摩擦力大小的因素」實驗。他先用彈簧秤沿水平方向拉著木塊在水平放置的平滑木板上做勻速直線運動,並在木板上逐次加砝碼,得到實驗數據。然後他將一條毛巾鋪在木板上,用彈簧秤沿水平方向拉著同一個木塊在粗糙的毛巾表面上做勻速直線運動,並重復上述實驗過程。問:實驗中要求彈簧秤必須沿水平方向拉木塊,使其在水平面上做勻速直線運動,根據彈簧秤的示數就可以知道木塊所受滑動摩擦力大小,其理論根據是: 。用到的實驗方法是: 。答案:拉力與滑動摩擦力為平衡力;轉換法例5、為了搞清運動和力的關系,「我們讓同一小車從同一斜面上的同一位置向下運動到不同材料的水平面後,觀察小車從水平面上運動的距離」的方法來研究,這個是運用了 方法。答案:控制變數法例6、在牛頓第一定律時,運動最典型的一種科學方法是 。答案:推理法例7、測量液體內部壓強的壓強計是採用了 方法,把壓強的變化用連通器兩邊液面差的變化來表示。答案:轉換例8、在研究串聯、並聯電路或混聯電路中,我們可以用一個電阻代替所有電阻,在這個問題的研究中採用的是 方法。答案:等效替代法例9、在我們學過物理知識的過程中,運用物理模型進行研究的是( )A、建立速度的概念 B、研究光的直線傳播C、一切發聲體都在振動 D、密度概念的建立答案:B A、比值定義法 C、歸納法 D、比值定義法例10、在物理實驗中,我們利用轉換法測得的物理量有( )A、質量 B、功率 C、電阻 D、密度答案:BCD B、轉換成測UI C、轉換成測UI D、轉換成測m、v例11、下列不屬於理想化模型的是( )A、液柱 B、輪軸 C、光線 D、液片答案:B 理想化模型是原型的簡化,近似的反應,所以B不是。例12、一元硬幣的外觀有銀色的金屬光澤,一位同學認為它是不銹鋼製成的,在討論時,有同學提出:「我們先拿磁鐵吸一下」。「測量它的密度」「測量它的電阻率」等建議,第一位同學的意見,屬於科學探究法中的( )A、實驗操作 B、猜想與假設 C、觀察與思考 D、分析與論證答案:A例13、探究物理規律和解決實際問題常用到許多重要的物理思想和方法,下列過程中運用了「等效替代」方法的是 ( )A、測量一張白紙的厚度 B、研究電流與電壓、電阻的關系C、曹沖稱象 D、牛頓總結出慣性定律答案:A、積累法 B、控制變數法 C、等效替代法 D、理想實驗法例14、在學習歐姆定律時,為了研究導體的電流I與導體兩端的電壓U、導體的R的關系,實驗中先保持R一定,研究I與U的關系;再保持U一定,研究I與R的關系,這種方法叫「控制變數法」是物理學研究中常用的一種方法。下面研究過程中應用了控制變數法的是( )A、通過電流做功的多少來判斷電能的多少B、研究物體受兩個力作用的效果時,引入合力的概念C、在研究磁場時,引入磁感應線D、研究電流產生的熱量與電流的關系時保持電阻和時間一定答案:A、等效替代法 B、等效替代法 C、物理模型法 D、控制變數例15、以下研究問題的方法與「用光線表示光」相同的是( )A、把電流比作水流 B、利用三角板和刻度尺測量硬幣的直徑C、利用磁感線來描述磁場的分布D、利用20歐的總電阻代替串聯的15歐和5歐的電阻答案:A、類比 B、轉換法 C、模型法 D、等效替代法例16、物理研究中常常用到「控制變數法」「等效替代法」「模型法」「類比法」等方法,下面是初中物理中的幾個研究實例:1、 研究一個物體受到幾個力的作用時,引入合力的概念2、 用光線表示光的傳播方向3、 研究電流時把它與水流相比4、 利用磁感應線來描述磁場上述幾個實例中,採用了相同研究方法的是A、13 B、23 C、24 D、14答案:1、等效替代法 2、模型法 3、類比法 4、模型法例17回顧所學過的科學方法,下列不正確的是( )A、將固體分子看成是一些用彈簧連接的小球,這是模型法B、在研究由多個電阻組成的電路時,引入總電阻,這是等效法C、為觀察玻璃瓶受力的形變,採取觀察瓶塞上玻璃管中液面的變化,這是應用了放大法D、由電生磁想到磁生電,這是應用了控制變數法答案:D 逆向思維法例18下面是物理學習中的幾個研究實例1、在研究物體受力問題時,引入合力2、在研究光時,引入「光線」的概念3、在研究多個用電器組成的電路時,引入總電阻4、在研究分子運動時,利用擴散現象來研究上述幾個實例中,採取「等效替代」研究問題的是A、13 B、12 C、23 D、34答案:13為等效替代 2模型 4轉換法例19下列三項實驗:(1)用刻度尺測量細銅絲直徑:把細銅絲在鉛筆上緊密排繞N圈(N數根據情況確定),然後用刻度尺量出線圈的總長度再除以N;(2)測一個大頭針的質量;先測出N個大頭針的總質量,再除以N;(3)研究影響摩擦力大小的因素:先保持壓力相同,研究摩擦力與接觸面粗糙程度的關系;再保持接觸面的粗糙程度相同,研究摩擦力與壓力大小的關系。上述三項實驗中,實驗的思想方法相同的是 ,它們遇到問題的共同特點是 ,解決方法的共同特點是 。答案:12;被測量物體小,不容易測量;採取積累法把不容易測量的物理量積累成較大的值在進行測量例20根據作用效果相同的原理,作用在同一個物體上的兩個力,我們可以用一個力的合力來代替它。這種「等效方法」是物理學中常用的研究方法之一,它可使研究的問題簡化,以下幾種情況中,屬於這種「等效方法」的是( )A、在研究磁現象時,用磁感線來描述看不見,摸不著的磁場B、在研究電現象時,用電流產生的效果來研究看不見,摸不著的電流C、兩個電阻並聯時,可用並聯的總電阻來代替兩個電阻D、在研究電流的變化規律時,用水壓和水流來類比電壓和電流答案:A、模型 B、轉換 C、等效替代 D、類比例21下面是同學們在物理學習中的幾個研究實例:1、在學習汽化現象時,研究蒸發與沸騰的異同點2、根據熔化過程的不同,將固體分為晶體和非晶體兩類3、比較電流表與電壓表在使用過程中的相同點和不同點4、在研究磁場時,引入磁感線對磁場進行描述上述幾個實例中,採用「比較法」為主要科學研究方法的是A、13 B、34 C、23 D、24答案:1、比較法 2、分類法 3、比較法 4、模型法例22在研究平面鏡成像的特點時,關鍵的問題是設法確定象的位置,回想我們實驗時的具體做法是 。這樣確定像的位置,憑借的是視覺效果的相同,因而可以說是採用了 的科學方法。答案:另拿一支相同的蠟燭在玻璃板後面移動,直到看上去它跟像完全重合;等效替代例23分子運動看不見、摸不著,不好研究,但科學家可以通過研究墨水的擴散現象認識它,這樣方法在科學上叫做「轉換法」 ,下面是小明同學在學習中遇到的四個研究實例,其中採取的方法與研究分子運動的方法相同的是( )A、利用磁感線去研究磁場問題B、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。C、研究電流與電壓、電阻的關系時,先使電阻不變去研究電流與電壓的關系;然後再讓電壓不變去研究電流與電阻的關系D、研究電流時,將它比做水流答案:A、模型 B、轉換法 C、控制變數法 D、類比例24利用作用效果相同的原理來研究問題的方法稱為「等效法」。如在研究力對物體的作用時,用一個力代替兩個力。以下幾種情況中,屬於等效法的是( )A、在研究磁場時,用磁感線來描述磁場B、用右手螺旋定則確定通電螺旋管的磁極或電流方向C、用一電阻兩端的電壓與通過它的電流之比確定電阻的阻值D、在研究並聯電路時,用並聯電路的總電阻代替兩個並聯的電阻答案:A、模型法 B、模型法 C、比值定義法 D、等效替代法例25下面是小明同學在物理學習中的幾個研究實例:1、在學習汽化現象時,研究蒸發與沸騰的異同點;2、根據熔化的過程不同,將固體分為晶體和非晶體兩類3、比較電流表與電壓表在使用過程中的相同點與不同點4、在研究磁場時,引入磁感線對磁場進行描述。其中採用的主要科學研究方法是「比較法」的為( )A、13 B、34 C、23 D、24答案 :A
D. 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。
E. 滬教版,物理中的用的控制變數法和類比法都有哪些
在高中的物理教學和物理研究中常用的物理方法有觀察法、實驗法、類比法、分析法、圖象法、比較法、綜合法、控制變數法、圖表法、歸納法、轉化法等等很多種方法。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影響,分別加以研究,最後再綜合解決,這種方法叫控制變數法。應用如下:
類比法是物理學研究中的一種重要方法。在物理學的研究和發展中,無論是對單個問題的解決,還是某些新概念的建立,乃至未知領域的探究,都滲透著類比思想與方法。類比法的獨特性,使它對科學的發展起到積極推動作用,在物理學的研究的發展中占重要的地位。例如,1935年日本物理學家湯川秀樹把核力與電磁力相類比,提出了核子通過核力場,由一方放出粒子,另一方吸收粒子而相互作用,並且估算出這種粒子的質量。1974年,鮑威爾發現了這種粒子的存在,使陷入困境的核力研究又充滿了生機。又例如,法國科學家庫侖用扭秤測定兩帶電球間的作用力時,發現兩帶電球間的作用力的定量關系與牛頓萬有引力定律F=G的數學關系相似,他大膽地把靜電力的定量關系類比於萬有引力公式而得出靜電力F=k,後來被許多科學實驗所證實,於1785年確定為庫侖定律。
F. 初中物理常見的科學方法有哪些
在《初中物理課程標准》中,科學探究既是學生的學習目標,又是重要的教學方式之一.在探究科學規律的過程中,學生通過動手動腦,通過物理學知道「再發現」過程,體驗到科學探究的樂趣,學習科學家的科學探究方法,領悟科學的思想和精神,掌握科學學習的策略和科學的思維方法,從而提高他們的科學素質.下面就與大家一起來探討物理教學中常用的一些科學方法. 一、猜想法 在科學探究的學習過程中,猜想這一步驟有著舉足輕重的地位,它是物理智慧中最活躍的成分,對學生猜想能力的培養,也是物理探究過程中的一個重要環節,而且猜想決定了科學探究的方向,因此,在物理教學的過程中,引導學生科學合理地猜想就顯得格外重要.首先,猜想要有一定經驗和知識作為基礎.在進行科學猜想能力方面的教學時,可先針對問題讓學生展開想像的翅膀,鼓勵學生把所有可能的情況都大膽地說出來,然後讓學生根據已有知識和生活經驗逐一進行分析,想想生活中有哪些事實支持它,它和已有知識是否一致,排除那些與經驗和知識相矛盾的想法,留下的就可能是科學的猜想了,沒有一定的知識和經驗,猜想恐怕只能是無本之木,無源之水.所以在教學中為了避免學生胡猜亂想,讓學生說出猜想的理由、事實依據是很有效的避免課堂混亂的手段,也是培養學生探究能力的方法之一. 二、控制變數法 「控制變數法」是初中物理中常用的探究問題的科學方法.由於影響物理研究對象的因素在許多情況下並不是單一的,而是多種因素相互交錯、共同起作用的.所以要想精確地把握研究對象的各種特性,弄清事物變化的原因和規律,必須人為的製造一些條件,便於問題的研究.例如當一個物理量與幾個因素有關時,我們一般是分別研究這個物理量與各個因素之間的關系,再進行綜合分析得出結論.這樣就必須在研究物理量同其中一個因素之間的關系時,將另外幾個因素人為地控制起來,使它們保持不變,以便觀察和研究該物理量與這個因素之間的關系.這就是「控制變數」的方法.在初中物理教學中有許多概念或規律的探索過程,都要用到控制變數法.例如,在八年級剛接觸物理時,有一個探究實驗是探究「聲音怎樣從發聲的物體傳到遠處?」.讓一個學生在桌子一端敲擊桌面,另一個學生在另一端聽聲音,一次貼在桌面上聽,一次只是貼近桌面.發現兩次都可以聽到聲音,引導學生分析這兩次聲音分別是通過桌子和空氣傳來的,從而說明聲音要靠介質傳播.同時讓學生比較兩次聽到的聲音大小,從而認識到聲音在固體中比在空氣中傳播得快,即固體的傳聲能力強.在這里,老師一定要強調實驗中需要控制的變數就是聽聲音的距離和敲擊桌面的力度要相同,使學生體驗到控制變數的思想,為以後的探究實驗作好方法上的准備.控制變數法是一種最常用的、非常有效的探索客觀物理規律的科學方法.通過控制變數法,可以讓我們很方便的研究出某個物理量與多個因素之間的定性或定量關系,從而能得出普遍的規律. 三、等效替代法 有一個廣為人知的歷史故事──曹沖稱象.他運用的就是一種等效替代的思想,他是用石頭替代了大象,巧妙地測出了大象的重力.當然,這里還用到了「化整為零」的思想.很多偉人也經常會用等效法來使研究問題簡化,例如,愛迪生用圍成一圈的平面鏡的反射光等效多個太陽造成了無影燈,他的助手阿普頓在苦苦計算燈泡的容積時,愛迪生卻告訴他只需要把燈泡裝滿水,測量水的體積即為燈泡的容積.還有阿基米德在洗澡時發現了鑒別王冠真假的方法,從而也導致了一個重要的原理──阿基米德原理的發現.可以說「等效替代」的思想是物理實驗成功的最根本、最重要的思路,物理學中的相關定律、定理、公式、原理都是以替代思維成立的基礎為出發點的.例如,測量不規則固體的體積,就是利用物體浸沒在液體中時,物體體積與物體排開的液體的體積相等的原理,將用替代.在有量筒或量杯時,可採用「排液補差法」或叫「等量空間占據法」測量.沒有量筒或量杯時,可用彈簧秤和水,通過測量浮力大小,結合阿基米德原理計算(全部浸沒),也可以用天平測排水的質量(全部浸沒),再利用密度知識來計算.當無法直接測物體的質量時,就可以用漂浮的方法利用的原理,測出也就知道了,物體的質量也就可求了.這種質量或體積的替代測量方法一般多見於測量物質密度的方法中.還有許多物理量的測量都用到了等效替代法. 四、轉換法 所謂「轉換法」,主要是指在保證效果相同的前提下,將不可見、不易見的現象轉換成可見、易見的現象;將陌生、復雜的問題轉換成熟悉、簡單的問題;將難以測量或測準的物理量轉換為能夠測量或測準的物理量的方法.彈簧測力計的原理也隱含了一個間接測量原則.即用可直接量度的量去間接表現那些不便直接觀察不便直接測量的量.在這里,彈簧的長度變化是可以直接觀察直接測量的,而力的大小是看不到摸不著的,但是力的大小卻和彈簧長度的變化有關系,所以我們就可以用彈簧的伸長量來量度力的大小.不僅測力計是這樣的,溫度計、壓強計、氣壓表(高度計)、電流表、電壓表、時鍾速度表都是如此,看見的是長度、角度的變化,反映的是溫度、液體壓強、大氣壓強(高度)、電流、電壓、時間、速度的變化.初中物理中有很多地方都用到了轉換法的原理.研究物體升溫吸熱的多少與哪些因素有關時,可通過觀察放入其中的相同電熱器加熱時間的長短來判斷吸熱多少.利用擴散現象來研究分子的運動及分子運動的快慢.研究動能或勢能大小時通過觀察運動的小球推動紙盒移動距離的大小或是木樁被打入地下的深度,來推斷動能和勢能的大小.研究力、電流、磁場時,由於它們都是看不見摸不著的東西,我們可以利用力所產生的效果、電流產生的各種效應、磁場的基本性質來研究它們.比如可以通過泡沫塑料凹陷的程度來知道壓力的作用效果大小,用燈光的亮度來感知電流的大小、用電磁鐵吸引大頭針的個數來判斷其磁性強弱.將光在透明空氣中的傳播轉換為在煙或水霧中的傳播來觀察光的傳播方向.再如,把發聲體的微小振動用泡沫塑料球的振動來進行放大,把物體熱脹冷縮的微小變化用細管中液柱的高度變化來放大,把物體受力後的微小形變用平面鏡反射光線的偏轉角度來進行放大等等都是利用了轉換法. 五、理想化方法 「理想化方法」.它又分為「理想實驗法」和「理想模型法」.例如,我們在研究真空能否傳聲的時候,將一隻小電鈴放在密閉的玻璃罩內,接通電路,可清楚的聽到鈴聲,用抽氣機逐漸抽去玻璃罩內的空氣,聽到鈴聲越來越弱,這說明空氣越稀薄,空氣的傳聲能力越弱.實驗中無法達到絕對的真空,但可以通過鈴聲的變化趨勢,推測出真空不能傳聲,這與牛頓第一定律的建立過程是非常類似的.這屬於理想實驗法.如果教師在教學中注意很好地滲透這一方法,有利於培養學生的科學思想,提高學生的創新能力.在初中教材中,我們熟悉的理想化模型有:杠桿(只要能繞著固定點轉動的物體都可以看作是杠桿)、斜面(像盤山公路這樣起點為低終點高的彎曲面可以看作是斜面)、輪軸(如門把手、汽車方向盤、腳踏板、扳手這樣在使用中某部分轉動形成的軌跡是一個圓的機械都可以看作輪軸)、連通器(上端開口、底部連通的容器都可以看作是連通器)、薄透鏡、光線、磁感線等等.正是引入了這些理想化的物理模型,才得以使我們面對許多復雜的現實問題,通過簡化處理能夠比較順利地予以解決.我們也常常運用理想化方法,對於某些問題可以通過尋找和建立合適的理想化模型來處理,即將研究對象、條件等理想化,以達到化繁為簡的目的. 另外常用的科學方法還有類比法、圖像法、歸納法、比較法、演繹法、推理法、想像法、逆向思維法、宏觀與微觀結合法、累積法,以及微分法等等.
G. 物理主要的科學實驗方法有哪些如控制變數法....
一、控制變數法
控制變數法是初中物理實驗中常用的探索問題和分析解決問題的科學方法之一。所謂控制變數法是指為了研究物理量同影響它的多個因素中的一個因素的關系,可將除了這個因素以外的其它因素人為地控制起來,使其保持不變,再比較、研究該物理量與該因素之間的關系,得出結論,然後再綜合起來得出規律的方法。
這種方法在整個初中物理實驗中的應用比較普遍。例如在人教版實驗教科書《物理》(八年級上冊)第一章第一節關於探究聲是怎樣傳播的實驗中,就開始滲透控制變數的思想。因為固體、液體和氣體都是傳聲的介質,我們逐一研究它們分別可以傳聲時,就必須控制其它兩個因素。如果在進行該實驗時就給學生恰當地點撥,提出:「把兩張課桌緊緊地挨在一起,一個同學輕敲桌面,另一個同學把耳朵貼在另一張桌子上,聽到的敲擊聲為什麼就能認為是桌子傳來而不是空氣傳來的?」引導學生去分析比較,就能使學生體驗到控制變數的思想。在接著的探究影響音調、響度等因素的實驗中,把控制變數的思想對學生給予簡要的介紹,就會使學生逐步領悟到控制變數法的實質要領,為以後的探究實驗作好方法上的准備。
在初中物理中,探究影響導體電阻大小的因素、電流跟電壓電阻的關系、影響電熱功率大小的因素、影響電磁鐵磁性強弱的因素、影響滑動摩擦力大小的因素、決定壓力作用效果的因素等等實驗,運用了控制變數法。
二、等效替代法
等效替代法是指在研究某一個物理現象和規律中,因實驗本身的特殊限制或因實驗器材等限制,不可以或很難直接揭示物理本質,而採取與之相似或有共同特徵的等效現象來替代的方法。這種方法若運用恰當,不僅能順利得出結論,而且容易被學生接受和理解。
三、轉換法有的物理量不便於直接測量,有的物理現象不便於直接觀察,通過轉換為容易測量到與之相等或與之相關聯的物理現象,從而獲得結論的方法。譬如,在研究電熱的功率與電阻關系的實驗中,電流通過阻值不等的兩根電阻絲產生的熱量無法直接觀測和比較,而我們通過轉換為讓煤油吸熱,觀察煤油溫度變化情況,從而推導出那個電阻放熱多。教學時不妨設計一問:為什麼研究電熱的功率與電阻大小的關系時,還用到似乎與實驗無關的煤油呢?引發學生的思考和討論,在小結出該實驗中煤油的作用的基礎上,進而再問:該實驗能否不用煤油而改用其它方式來觀察電阻通電後的發熱情況?這樣促使學生思維得以發散,轉換的思維方法得到訓練,設計實驗的能力也隨著提高了。
四、類比法類比法是一種推理方法。為了把要表達的物理問題說清楚明白,往往用具體的、有形的、人們所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,通過藉助於一個比較熟悉的對象的某些特徵,去理解和掌握另一個有相似性的對象的某些特徵。如:在研究電壓的作用時,藉助於看得見而學生比較熟悉的「水壓形成水流」的實驗作類比,來揭示電壓是形成電流的原因。又比如在研究通電螺線管的磁場的實驗中,為准確記憶通電螺線管的北極與電流方向的關系,以緊握的右拳頭類比為螺線管,四指為線圈並指向電流的方向,則大拇指所指的一端為北極。這樣形象直觀很容易被學生理解記憶牢固。
五、圖象法圖象是一個數學概念,用來表示一個量隨另一個量的變化關系,很直觀。由於物理學中經常要研究一個物理量隨另一個物理量的變化情況,因此圖象在物理中有著廣泛的應用。在實驗中,運用圖象來處理實驗數據,探究內在的物理規律,具有獨特之處。如:在探究固體熔化時溫度的變化規律和水的沸騰情況的實驗中,就是運用圖象法來處理數據的。它形象直觀地表示了物質溫度的變化情況,學生在親歷實驗自主得出數據的基礎上,通過描點、連線繪出圖象就能准確地把握住晶體和非晶體的熔化特點、液體的沸騰特點了。
六、理想化方法
理想化方法是指在物理教學中通過想像建立模型和進行實驗的一種科學方法。可分為理想化模型和理想化實驗。
理想化模型就是指把復雜的問題簡單化,把研究對象的一些次要因素捨去,抓住主要因素,對實際問題進行理想化處理去再現原形的本質的東西,構成理想化的物理模型。這是一種重要的物理研究方法。例如探究杠桿平衡條件的實驗,杠桿就是一種理想化的模型。杠桿在使用時,由於受到力的作用,都會引起或多或少的形變,然而在研究中把此時的形變忽略不計,這里我們就把杠桿經過理想化的處理,認為它無形變,視為一個硬棒,從而使學生在研究時不被細枝末節的因素影響,順利地得出杠桿平衡原理。
H. 物理方法有哪幾種
物理方法一般有五種,分為控制變數法、轉換法、等效替代法、理想模型法和實驗推理法。其中,控制變數法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。
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。
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。
I. 物理方法有哪些 物理方法簡述
1、物理方法有觀察法、實驗法、類比法、分析法、圖象法、比較法、綜合法、控制變數法、圖表法、歸納法、轉化法等等很多種方法。
2、所謂物理方法就是運用現有的物理知識對物理做深入的學習和研究,找到解決物理問題的基本思路與方法。物理方法有觀察法、實驗法、類比法、分析法、圖象法、比較法、綜合法、控制變數法、圖表法、歸納法等等很多種方法。