❶ 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)物理哪些實驗用了科學推理法擴展閱讀
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。
❷ 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。
❸ 初中物理有哪些實是用轉換法、類比法、圖像法、抽象推理法、等效替代法、建立模型法
初中物理科學探究方法匯總
科學方法是連接知識和能力的紐帶。「掌握一種科學方法勝過解答十個問題。」對研究方法的學習和考查體現著一種新的教學理念,同學們只有真正掌握了研究方法,才能有效解決實際問題,真正提高自己的創新意識和能力。
《新課程標准》要求,在突出科學探究內容的同時,重視研究方法的指導,使學生在進行科學探究、學習物理知識的過程中,逐漸拓寬視野,初步領悟到科學研究方法的真諦。因此,考查研究物理問題的方法,成為當前和今後中考的熱點。控制變數法、等效替代法、轉換法推理法、模型法、比較法、類比法、圖像法等,是初中物理常用的研究方法。
一.控制變數法:所謂控制變數法,就是在研究和解決問題的過成中,對影響事物變化規律的因素和條件加以人為控制,只改變某個變數的大小,而保證其它的變數不變,最終解決所研究的問題。
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。控制變數法是中學物理中最常用的方法,也是中考出題最多的方法。
【典例探究1】小明在探究「彈性勢能大小與哪些因素有關」時,提出了以下兩種猜想:
猜想一:彈性勢能大小可能和物體的材料有關。
猜想二:彈性勢能大小可能和物體的形變程度有關.
針對猜想一,設計的實驗及觀察到的現象如下:
把大小和形狀相同的鋼尺和塑料尺彎曲相同的程度,並彈開同一個紙團,觀察到紙團被彈開的遠近不同。請回答:
(1)小明同學通過實驗得出的結論是:
;
(2)實驗中「彎曲相同程度」其目的是:
;
【答 案】彈性勢能大小可能和物體的材料有關, 控制變數,使之在相同的條件下進行比較
在初中物理課本中,應用這種方法的有:
1、研究琴弦發聲的音調與弦粗細、松緊、長短 的關系。( 聲學)
2、蒸發的快慢與哪些因素有關( 熱)
3.滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(力)
4.導體的電阻與哪些因素有關(電)
二.等效替代法
在物理實驗中有許多物理特徵、過程和物理量要想直接觀察和測量很困難,這時往往把所需觀測的變數換成其它間接的可觀察和測量的變數進行研究,這種研究方法就是等效法。
等效替代法是常用的科學思維方法。等效是指不同的物理現象、模型、過程等在物理意義、作用效果或物理規律方面是相同的。它們之間可以相互替代,而保證結論不變。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,從而將問題化難為易,求得解決。例如我們學過的等效電路、等效電阻、分力與合力等效……
【典例探究2】 (2003陝西)如圖所示,在桌面上豎立一塊玻璃板,把一支點燃的蠟燭放在玻璃板前面,可以看到玻璃板面出現蠟燭的像。要想研究玻璃板成像特點,關鍵的問題是設法確定像的位置。仔細想想,實驗時具體的做法是__________。我們這樣確定像的位置,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。
解析:虛像是無法用光屏承接的,因此虛像特點的研究成了實驗的一個難題;為了准確的探究平面鏡所成虛像的特點,實驗中用兩支完全相同的蠟燭和可透視的平面玻璃板採用等效法很好地解決了這一難題。
答案:另外拿一隻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。
三.轉換法
對於不易研究或不好直接研究的物理問題,而是通過研究其表現出來的現象、效應、作用效果間接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。
1.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);
2.在研究電熱與電流\電阻的因素時,將電熱的多少轉換成液柱上升的高度;
3.我們在研究電功與什麼因素有關的時候,將電功轉換成砝碼上升的高度;
4.在我們回答動能與什麼因素有關時,我們將動能轉化為小木塊在平面上被推動的距離,距離越遠則動能越大。
注意:等效法與轉換法很相似,有什麼區別呢?
請觀察:
轉換法: 電流大小 ----à 燈泡亮度;
磁場----à 小磁針偏轉
等效替代法: 分力 ----à 合力
小石塊體積----à 排開水的體積;
小結: 「等效替代法」 中相互替代的兩個量種類 相同,大小相等 , 而「轉換法」中的兩個物理量有因果關系,並且性質往往發生了改變。
四.理想模型法
實際現象和過程一般都十分復雜,涉及到眾多因素,採用模型方法可起到簡化和純化的作用.忽略次要因素,從復雜事物中抽象出理想模型,合理近似的反應所研究事物的本質特徵,這種研究問題的方法叫理想模型法.
在初中物理課本中,應用這種方法的有
1.光線(光線是看不見的,我們使用一條看得見的實線來表示,就將問題簡化利用了理想化模型)
2.磁感線
3.電路圖是實物電路的模型
4.力的示意圖或力的圖示是實際物體和作用力的模型。
5.實驗室常用手搖交流發電機及掛圖來研究交流發電機的原理和工作過程
6.研究連通器原理時用到液片模型。研究肉眼觀察不到的原子結構時建立原子核式結構模研究肉眼觀察不到的原子結構時建立原子核式結構模型。
【典例探究3】以下是物理學習中的幾個研究實例:(1)在研究磁場時,引入磁感線;(2)在研究物體受幾個力時,引人合力;(3)在研究電流時,將它比作水流;(4)在研究光時,引入光線。前面幾個實例中,採用「建立理想模型法」的是( )
A.(l)(3) B.(2)(3) C.(1)(4) D.(3)(4)
【名師點撥】把某一個類具體事物抽象為某個物理概念的方法叫「建立理想模型法」,如把路燈看成一個點光源等。本題中從磁場中抽象出磁感線,從光中抽象出光線,用的都是「建立理想模型法」。
【標准答案】C
五.科學推理法
推理法是根據已知物理現象和規律,通過想像和推理對未知的現象做出科學的推理和預見.推理法是在觀察實驗的基礎上,忽略次要因素,進行合理的推理,得出結論,達到認識事物本質的目的。
理想實驗是研究物理規律的一種重要的思想方法,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物理規律.
圖1
【典例探究4】人們常用推理的方法研究物理問題。在研究物體運動狀態與力的關系時,伽利略通過如圖1(甲)所示的實驗和對實驗結果的推理得到如下結論:運動著的物體,如果不受外力作用,它的速度將保持不變,並且一直運動下去。推理的方法同樣可以用在「研究聲音的傳播」實驗中。如圖1(乙)所示的實驗中,現有的抽氣設備總是很難將玻璃罩內抽成真空狀態,在這種情況下,你是怎樣通過實驗現象推理得出「聲音不能在真空中傳播」這一結論的? 圖1
圖1
圖1
【名師點撥】伽利略通過如圖(甲)所示的實驗,發現當阻力越小時,小車速度減小得就越慢,由此推理出,如果阻力為零,小車的速度將不減小,即做勻速直線運動。在圖乙這個實驗中,雖不能把玻璃罩內抽成真空狀態,但隨著玻璃罩內空氣的減少,聽到的聲音越來越小,由此可推理得出「聲音不能在真空中傳播」。
【標准答案】隨著罩內空氣的不斷抽出,聽到鈴聲越來越弱,可以推理:如果罩內被抽成真空,將聽不到鈴聲,由此可以推出「聲音不能在真空中傳播」。
六.類比法
類比法是指將兩個相似的事物做對比,從已知對象具有的某種性質推出未知對象具有相應性質的方法.類比法在物理中有廣泛的應用。所謂類比,實際上是一種從特殊到特殊或從一般到一般的推理。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它們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。在物理教學中,類比方法可以幫助理解較復雜的實驗和較難的物理知識。
【典例探究5】19世紀末,湯姆遜發現了電子,將人們的視線引入到了原子的內部,由此,科學家們提出了多種關於原子結構的模型。通過學習,你認為原子結構與下列事物結構最接近的是
A.西紅柿 B.西瓜 C.麵包 D.太陽系
解析:大家首先要在頭腦中再現學習過的原子結構的模型,再與所給的四個選項比較,確定結構最接近的事物是太陽系。這里原子核可以類比於太陽,核外電子類比於行星,它們在空間結構和運動方式上都是相似的。
七..圖象法
利用圖象這種特殊且形象的數學語言工具,來表達各種物理現象的過程和規律,這種方法叫圖像法.
物理圖象不僅可以使抽象的概念直觀形象,動態變化過程清晰,物理量之間的關系明確,還能表示出用語言難以表達的內涵。
【典例探究6】 如圖所示是A、B、C三種物質的質量m與體積V的關系圖象。由圖可知,A、B、C三種物質的密度ρA、ρB、ρC之間的大小關系是( )
V/cm3
m/g
A
0
B
C
10
20
20
10
A. ρA<ρB <ρC
B. ρA<ρB >ρC
C. ρA>ρB >ρC
D. ρA>ρB <ρC
【標准答案】C
八、觀察比較法
在對各種物理現象、物理實驗進行觀察的基礎上,和認定的標准(或對象)進行比較,得出結論的方法叫觀察比較法。
【典例探究7】 下面是小宇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與不同點;(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,採用的主要科學研究方法是「比較法」的為()
A.(1)(3) B.(3)(4) C.(2)(3) D.(2)(4)
答案:A
小結:物理中涉及這種方法的內容很多,例如運用參照物判斷物體運動情況等等。
總之,考生要養成良好思維習慣,在解決問題時要嘗試運用各種物理研究方法,不斷提高科學素質,這既是中考熱點也是以實現課程改革的目標。
❹ 物理學的研究方法有哪些
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.
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.
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.
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.
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.
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.
(4)物理哪些實驗用了科學推理法擴展閱讀:
物理學的本質:物理學並不研究自然界現象的機制(或者根本不能研究),我們只能在某些現象中感受自然界的規則,並試圖以這些規則來解釋自然界所發生任何的事情。我們有限的智力總試圖在理解自然,並試圖改變自然,這是物理學,甚至是所有自然科學共同追求的目標。
六大性質
1.真理性:物理學的理論和實驗揭示了自然界的奧秘,反映出物質運動的客觀規律。
2.和諧統一性:神秘的太空中天體的運動,在開普勒三定律的描繪下,顯出多麼的和諧有序。物理學上的幾次大統一,也顯示出美的感覺。
牛頓用三大定律和萬有引力定律把天上和地上所有宏觀物體統一了。麥克斯韋電磁理論的建立,又使電和磁實現了統一。愛因斯坦質能方程又把質量和能量建立了統一。光的波粒二象性理論把粒子性、波動性實現了統一。愛因斯坦的相對論又把時間、空間統一了。
3.簡潔性:物理規律的數學語言,體現了物理的簡潔明快性。如:牛頓第二定律,愛因斯坦的質能方程,法拉第電磁感應定律。
4.對稱性:對稱一般指物體形狀的對稱性,深層次的對稱表現為事物發展變化或客觀規律的對稱性。如:物理學中各種晶體的空間點陣結構具有高度的對稱性。豎直上拋運動、簡諧運動、波動鏡像對稱、磁電對稱、作用力與反作用力對稱、正粒子和反粒子、正物質和反物質、正電和負電等。
5.預測性:正確的物理理論,不僅能解釋當時已發現的物理現象,更能預測當時無法探測到的物理現象。例如麥克斯韋電磁理論預測電磁波存在,盧瑟福預言中子的存在,菲涅爾的衍射理論預言圓盤衍射中央有泊松亮斑,狄拉克預言電子的存在。
6.精巧性:物理實驗具有精巧性,設計方法的巧妙,使得物理現象更加明顯。
對於物理學理論和實驗來說,物理量的定義和測量的假設選擇,理論的數學展開,理論與實驗的比較是與實驗定律一致,是物理學理論的唯一目標。
人們能通過這樣的結合解決問題,就是預言指導科學實踐這不是大唯物主義思想,其實是物理學理論的目的和結構。
在不斷反思形而上學而產生的非經驗主義的客觀原理的基礎上,物理學理論可以用它自身的科學術語來判斷。而不用依賴於它們可能從屬於哲學學派的主張。在著手描述的物理性質中選擇簡單的性質,其它性質則是群聚的想像和組合。
通過恰當的測量方法和數學技巧從而進一步認知事物的本來性質。實驗選擇後的數量存在某種對應關系。一種關系可以有多數實驗與其對應,但一個實驗不能對應多種關系。也就是說,一個規律可以體現在多個實驗中,但多個實驗不一定只反映一個規律。
❺ 初中物理實驗中所用到的幾種實驗方法
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。