今天老师将为同学们介绍初中物理中涉及到的研究方法,希望能够帮助同学们了解物理研究的思维逻辑,能够游刃有余地解决物理问题。
1、控制变量法:是通过控制几个因素,只改变其中一个因素,把多个因素影响某一物理量的问题,转化为多个单因素影响某一物理量的问题的一种研究方法。这种方法在实验数据表中的体现为:如果两次试验之间只有一个条件不同,则两次试验结果不同,即与这个条件有关,否则不相关。如果与某一因素有关,则只使该因素不同,而其他因素保持不变。控制变量法是中学物理中最常用的方法。中学物理教材中,蒸发速度与哪些因素有关?滑动摩擦力,都应用这种科学方法研究力的大小与哪些因素有关;研究一定阻力下电流与电压的关系;研究电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关等等。
2、等效代换:等效是一种常用的科学思维方法,等效是指不同的物理现象、模型、过程等在物理意义、效果或物理规律上是相同的,可以互相代换,同时保证结论不变。等效方法是指面对一个比较复杂的问题,提出一种简单的解决办法或思路,使它们的效果完全相同,从而使问题变得容易,找到解决办法。例如,我们学过的等效电路、等效电阻、分力与合力的等效性、平面镜成像等实验,都用两根相同的蜡烛来验证物体与像的大小是否相同。
3、推理:基于观察和实验,忽略微小因素,进行合理推断,得出结论,达到了解事物本质的目的。当你解释观察到的现象时,就是在进行推理,或者进行推论,例如牛顿第一定律的推导。现实生活中,不存在没有外力作用的情况,只有推理才能得出合乎逻辑的答案。
4、类比与归纳:所谓类比,其实就是一种由具体到具体或由一般到一般的推理方法,就是推断两个事物(或两大类)在某些方面可能相同或相似,而其他方面可能相同或相似的一种逻辑思维。物理教学中运用类比法,可以帮助学生理解比较复杂的实验和比较难的物理知识。
5.图示法:用图像来研究某些物理现象的规律或某些物理现象之间的差别。
6、模型法(仿真法):现实中的事物是复杂的,用物理定律研究现实中的事物时,往往需要加以简化,忽略次要因素初中物理理想模型法,以突出主要矛盾。用这种理想化的方法把现实中的事物简化,可以得到一系列的物理模型。模型法的运用,起到了简化、纯化学习和研究的作用。但简化后的模型必须表现出原型的特点和所反映的知识,模型法比较灵活,每种模型都有有限的适用条件和范围。中学教材中很多知识都用到这种方法,如:液柱、光、液体的薄片、光沿直线传播、匀速直线运动、磁力线等。
7、转化法:有些物理现象不容易观察,我们需要研究它们的运动规律,把它们转化成学生熟悉的、看得见摸得着的宏观现象,这种方法就叫转化法。它看不见摸不着初中物理理想模型法,所以研究起来比较困难。但是,我们可以研究墨水的扩散,以了解分子的运动;我们可以通过检查电路旁的灯泡是否点亮、小磁针是否偏转来检查电路中是否有电流,我们可以根据气流(风)的影响来了解它;磁场看不见摸不着,但我们可以根据它产生的效应来了解它。再如,有些物理量不容易测量,但我们可以根据它的定义公式,把它转化成直接测量的物理量。然后根据它的定义公式计算出它的值,如电功率(我们不能直接测量电功率,只能用电流表和电压表测出U和I,通过P=UI来计算P)、电阻、密度等。
8、放大法:把测量量按一定的规律放大,然后测量的方法叫放大法。有些实验中,我们可以看到实验现象,但不容易观察到,就把这种现象放大,然后再进行研究。例如音叉的振动,不容易观察到,就用小泡沫球来放大现象。观察压力对玻璃瓶的影响时,把玻璃瓶密封,装满水,插入一个小玻璃管,把玻璃瓶变形引起的液面变化放大成小玻璃管的液面变化。测量小量时,我们常把小量累加成一个较大的量,如测量一张纸时,先测100张纸的厚度,再把结果除以100,这样使测量结果更接近实际值,这就是累积放大法。时间和测量导线的直径都可以利用累积法完成。
9、比较法:是认识事物的一种基本方法,当想寻找两个事物之间的相同点和不同点时,就需要用到比较法:可以进行比较的事物和物理量很多,在比较两个不同或相关的对象时,主要寻找它们的不同点和相同点,从而进一步揭示事物的本质属性。例如,比较蒸发和沸腾的相同点和不同点,汽油机和柴油机的相同点和不同点,电动机和热力机的相同点和不同点,电压表和电流表的使用等。使用比较法留学之路,不但可以加深它们之间的理解和不同点,让学生很快记住它们,还可以发现一些有趣的现象。它也是贯穿整个物理学习过程的一种方法,即它常常与其他方法结合使用。
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