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初中物理学习中常用的科学方法及实例解析

更新时间:2024-06-04 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

物理科学方法PDw物理好资源网(原物理ok网)

(本文主要讲初中例子)PDw物理好资源网(原物理ok网)

初中学习阶段学习的常见物理方法有控制变量法、理想模型法、换算法、等价替代法、类比法、比较法、实验推理法、比率定义法、归纳法、估计法、表象法、放大法、分类法、观察法、多因素乘积法、逆向思维法、思维导图法等。PDw物理好资源网(原物理ok网)

1、控制变量法:当一个物理量受几个不同物理量的影响时,为了确定每个不同物理量的影响,需要控制一些量保持不变,改变某个量,看所研究的物理量与该物理量之间的关系。例如:初中时研究液体压力与液体密度、深度之间的关系;高中时研究加速度与物体所受外力总量以及物体本身质量之间的关系。PDw物理好资源网(原物理ok网)

2、理想模型法:利用物理定律研究问题时,往往需要加以简化,忽略次要因素,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。例如,电路图是物理电路的模型;力示意图或力图是现实物体和力的模型。PDw物理好资源网(原物理ok网)

3、换算法:在物理学中,对于一些看不见摸不着的现象或难以直接测量的物理量英语作文,我们通常用一些很直观的现象去认识,或者用一些容易测量的物理量去间接地测量。这种研究问题的方法叫换算法。例如奥斯特的实验可以证明电流周围有磁场;扩散现象可以证明分子是随机运动的。PDw物理好资源网(原物理ok网)

4.等效代换法:等效法就是对一个比较复杂的问题,提出一个简单的解决方法或思路,并使它们有完全相同的效果,从而使问题变得容易,找到解决办法。例如:合力与分力的问题。小学时我们熟悉的曹冲称象的故事,就是把大象换成石头,效果是一样的。PDw物理好资源网(原物理ok网)

5、类比:利用两个事物(或两个类别)在某些方面相似或类似,推断它们在其他方面可能相同或类似的一种逻辑思维方法。例如:用水泵来类比电源。PDw物理好资源网(原物理ok网)

6、比较法:通过观察分析,找出研究对象的相同点和不同点。是认识事物的基本方法。例如:比较发电机和电动机工作原理的相同点和不同点。PDw物理好资源网(原物理ok网)

7、实验推理法:通过观察实验,忽略微小因素,进行合理推断,得出结论,以达到认识事物本质的目的。例如:研究物体运动状态与力的关系的实验;研究声音传播的实验等。PDw物理好资源网(原物理ok网)

8、比率定义法:是利用两个基本物理量的“比率”来定义新物理量的方法。其特点是所定义的物理量往往反映物质的最本质性质,且不随定义所用物理量的大小而改变。例如速度、加速度、电场强度、密度、压力、功率、比热容、发热量等概念公式均采用此方法。PDw物理好资源网(原物理ok网)

9. 归纳推理:从不太普遍的前提出发,推导出更普遍的结论的推理方法称为归纳推理。例如,为了验证杠杆的平衡条件,重复了三个实验,以验证 F1L1 = F2L2PDw物理好资源网(原物理ok网)

10、估算法:根据题目给出的条件或数量关系,通过分析、推理或简单的心算,找到答案。它的最大优点是不要求精确的计算,只要根据数据进行粗略估计或模糊估计,就可以解决问题。 (1)解题时,应了解一些常用的物理数据:家用照明的电压为220V,每层楼的高度约为3m,一个鸡蛋的质量约为50g,成年人的身高约为1.60~1.80m,人体的密度约为1.0×103kg/m3,人体心脏每秒钟跳动约70~80次,人体电阻约为几千至几百千欧姆,人正常步行速度为1.4m/s,自行车的一般速度约为5m/s,一本物理教科书的质量约为230g,一张报纸平放在桌面上产生的压强约为0.5Pa等。 (2)记住一些重要的物理常数:光在真空中的速度,声音在空气中的传播速度,水的密度,水的比热容等。PDw物理好资源网(原物理ok网)

11、图解法:在物理学中,常用数学中的函数图形来表达物理量之间的关系。因此,图形实际上反映的是物理过程(如熔化曲线等)与物理量(如电阻器的伏安特性曲线等)之间的关系。利用图形知识解答物理试题的方法称为“图解法”。运用此法时,应做到:(1)识别或确定图形横纵坐标所代表的物理量,明确情景所描述的物理过程及其相关因素和控制条件;(2)分析图形的变化趋势或规律,明确图形所表达的物理意义;(3)根据图形的变化情况,确定两个物理量之间的关系,并作出正确的描述或判断。PDw物理好资源网(原物理ok网)

12、放大法:把测量按一定的规律放大,然后进行测量的方法叫放大法。有些实验中,我们虽然能看到实验现象,但不容易观察到,我们就把这种效应放大,然后进行研究。例如音叉的振动,不容易观察到,就用小泡沫球来放大它的现象。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液面的变化。测量较小量时,我们常把小量积累成较大量。例如,测量一张纸的厚度时,先测100张纸的厚度,再把结果除以100。这样就使测量结果更接近真实值,这就是累积放大法。 测量一张邮票的质量、一次心跳的时间、一根电线的直径,都可以用累积的方法来完成。PDw物理好资源网(原物理ok网)

13、分类:分类是指把大量的事物按照一定的“标准”划分为不同类别的方法。一般步骤是:(1)确定分类的依据;(2)选择分类方法;(3)正确分类。例如,固体可分为晶体和非晶体、导体和绝缘体。机械运动可分为直线运动和曲线运动等。PDw物理好资源网(原物理ok网)

14、观察法:物理学是一门以观察和实验为基础的学科,人们的很多物理知识都是通过观察和实验,经过认真总结和思考而获得的,著名的马格德堡半球实验证明了大气压的存在。在教学中,可以根据课本上的实验,要求学生认真细致地观察,进行规范的实验操作,获得准确的实验结果,养成良好的实验习惯,培养实验技能,如长度、时间、温度、质量、密度、力、电流、电压等物理量的测量实验,大多采用观察法。PDw物理好资源网(原物理ok网)

15.多要素乘积法:用两个或两个以上的物理量相乘来定义一个新的物理量的方法叫乘积法。例:电功、电热、热量的概念公式都采用这种方法。PDw物理好资源网(原物理ok网)

16、逆向思维法:逆向思维是指与一般思维方向相反的一种思维方式,又称逆向思维。逆向思维又称发散思维,是把常见的、看似既定的事物或观点颠倒过来的一种思维方式。敢于“反方向思考”,让自己的思维向相反的方向发展,从问题的反面深入探究,建立新的思路,创造新的形象。当大家都在按固定方向思考一个问题,而你却独自朝相反的方向思考时,这种思维方式就叫逆向思维。例:从电到磁,把磁想象成电。通过熔化过程想象凝固过程;从汽化吸热思维到液化放热思维,把加速蒸发思维到减慢蒸发思维;从升华吸热思维到凝结放热思维。PDw物理好资源网(原物理ok网)

17、思维导图:这是英国著名教育专家托尼·布赞创立的一种学习方法。在学习科学的过程中,可以将科学知识以思维导图的形式独立建构并连成网络,可以直观地展现知识脉络,深刻理解知识之间的内在联系。PDw物理好资源网(原物理ok网)

物理科学方法问题及其解决方案PDw物理好资源网(原物理ok网)

【转化例1】探究阻力对物体运动的影响时:PDw物理好资源网(原物理ok网)

初中物理模型法PDw物理好资源网(原物理ok网)

(1)如图A所示,将小车从同一坡度的同一高度放出,目的是。从图中可以看出,小车遇到的阻力越小,小车移动的距离越长。如果小车在绝对光滑的水平面上运动,小车就会。PDw物理好资源网(原物理ok网)

(2)分析图B中小明、小华的观点,研究力与运动的关系时,为什么设计研究阻力对物体运动的影响,而不是设计研究推力对物体运动的影响?原因是:PDw物理好资源网(原物理ok网)

参考答案:(1)小车到达水平面时,速度相同;越远,则为匀速直线运动;(2)同一接触面上,摩擦力的大小是一定的,所以很容易探究摩擦力对物体的作用,而推力不易控制,也不容易测量。PDw物理好资源网(原物理ok网)

分析:(1)本题探究“阻力对物体运动的影响”,考察控制变量法、变换法、推理法的应用等知识。完成“阻力对物体运动的影响”实验,要用控制变量法,即保持小车到水平面时的速度不变初中物理模型法,使毛巾-棉布-木板的粗糙度变小,根据实验现象得出结论。PDw物理好资源网(原物理ok网)

(1)让车从静止状态同等高度沿斜面滑下,目的是使车到达水平面时,速度相同;PDw物理好资源网(原物理ok网)

毛巾、棉布、木板的粗糙度减小,阻力减小。由实验现象可以得出:水平表面越光滑,小车遇到的阻力越小,在水平面上行驶的距离越远;PDw物理好资源网(原物理ok网)

如果水平表面绝对光滑,且对手推车没有阻力,则手推车会以均匀的速度直线行驶;PDw物理好资源网(原物理ok网)

(2)研究阻力对小车运动的影响,需要改变接触面的粗糙度。同一接触面上的摩擦力是一定的初中物理模型法,但在不同的接触面上,摩擦力是不同的。探究摩擦对物体的影响比较容易,但推力不易控制,测量也不方便。PDw物理好资源网(原物理ok网)

【典型方法例2】下列研究例中,哪一个采用了相同的研究方法?PDw物理好资源网(原物理ok网)

①用光线表示光传播的路径和方向PDw物理好资源网(原物理ok网)

②“探究压力作用与受力面积的关系”时,保持压力不变,改变受力面积PDw物理好资源网(原物理ok网)

③ 比较不同物质的吸热量时,以加热时间的长短来表示吸收热量的多少。PDw物理好资源网(原物理ok网)

④ 在“探索物体的动能和速度的关系”中,让同一个钢球从斜面的不同高度滚下。PDw物理好资源网(原物理ok网)

A. ①和② B. ②和③ C. ②和④ D. ③和④PDw物理好资源网(原物理ok网)

答案:CPDw物理好资源网(原物理ok网)

③“比较不同物质的吸热量”时,用加热时间的长短来表示吸收的热量的多少,这里采用换算的方法,来衡量物质吸收的热量;PDw物理好资源网(原物理ok网)

④“探索物体的动能和速度的关系”中,让同一钢球从斜面的不同高度滚落,采用控制变量法。PDw物理好资源网(原物理ok网)

【理想化实验方法例3】测量电流时,需要在电路中串联一只电流表。通常情况下,电流表的电阻比被测电路的电阻小很多,所以对测量值的影响可以忽略不计。以下研究方法与此相同()PDw物理好资源网(原物理ok网)

A、在探究平面镜成像特性的实验中,用两根相同的蜡烛,探究像与物的大小关系。PDw物理好资源网(原物理ok网)

B. 在探索两种力的平衡条件的实验中,使用轻量卡片PDw物理好资源网(原物理ok网)

C.根据受压物体的变形来反映压力的作用PDw物理好资源网(原物理ok网)

D. 在研究光的传播时,我们引入光PDw物理好资源网(原物理ok网)

答案:BPDw物理好资源网(原物理ok网)

分析:测量电流时,需要将电流表串联在电路中,通常电流表的电阻比被测电路的电阻小得多,因此对测量值的影响可以忽略不计,这种方法称为理想化实验法。PDw物理好资源网(原物理ok网)

A.在探究平面镜成像特性的实验中,用两根完全相同的蜡烛探究像与物体的大小关系时,采用了等效替代法,因此A不符合题意要求;PDw物理好资源网(原物理ok网)

B.在探索两力平衡条件的实验中,选取了轻质卡片,忽略了纸张质量的影响,采用了理想的实验方法,因此B满足题目的要求;PDw物理好资源网(原物理ok网)

C.在探究影响压力效应的因素的实验中,压力效应是按照压缩物体的变形来体现的,采用了换算的方法。因此,C不符合题目的要求;PDw物理好资源网(原物理ok网)

D.研究光的传播现象时,用带有箭头的直线表示光,且采用模型法,因此D不符合题目要求。PDw物理好资源网(原物理ok网)

【放大微小变化法例4】用一个玻璃瓶、一个两端开口的细玻璃管和一个橡皮塞,组成如图所示的装置,向装置中加入适量的液体,完成下面四个实验: 在这些实验设计中,将微小的变化放大,以方便观察的是()PDw物理好资源网(原物理ok网)

① 验证力使物体变形;② 观察气压随海拔高度的变化PDw物理好资源网(原物理ok网)

③观察液体的热胀冷缩:④模拟潜艇的上升和下降。PDw物理好资源网(原物理ok网)

A. ①②③ B. ②③④ C. ①③④ D. ①②④PDw物理好资源网(原物理ok网)

答案:APDw物理好资源网(原物理ok网)

分析:物理变化不是很明显,但确实存在微小的变化,这种把微小量放大以方便观察的方法,物理学上叫“微小量放大法”。PDw物理好资源网(原物理ok网)

力能使物体变形。当细玻璃管中液柱的高度发生变化时,可以反映出大气压力的变化。物体具有热胀冷缩的性质。当温度变化时,物体的体积会发生变化。PDw物理好资源网(原物理ok网)

①用力挤压瓶子,瓶子会变形。此装置可用于验证力能引起固体的微小变化。PDw物理好资源网(原物理ok网)

初中物理模型法PDw物理好资源网(原物理ok网)

【控制变量法例5】在探索“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,晨晨和他的伙伴们进行了如图所示的一系列实验。PDw物理好资源网(原物理ok网)

初中物理模型法PDw物理好资源网(原物理ok网)

(1)实验①②③三个是为了探讨浮力的大小与 的关系,结论是。PDw物理好资源网(原物理ok网)

(2)分析三次实验的数据可知,浮力的大小与物体浸入液体的深度无关。PDw物理好资源网(原物理ok网)

(3)本实验还探讨了浮力大小与 的关系,得出的结论是 。PDw物理好资源网(原物理ok网)

(4)由实验数据可知金属块的密度为kg/m3。PDw物理好资源网(原物理ok网)

【答案】(1)排开液体的体积;当液体的密度一定时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大;(2)①③④;(3)液体的密度;当排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大;(4)9000。PDw物理好资源网(原物理ok网)

【点评】本题考查的是学生比较熟悉的控制变量法,控制变量法的优点是能把复杂的问题简单化,结合实验流程图,很容易解决看似复杂或难以解决的科学问题。PDw物理好资源网(原物理ok网)

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