初中物理科学研究方法综述
科学方法是知识与能力之间的纽带。“掌握一个科学方法胜过回答十个问题。”研究方法的学习与考查体现了一种新的教学理念。学生只有真正掌握了研究方法，才能有效地解决实际问题，真正提高创新意识与能力。
新课标要求在突出科学探究内容的同时，注重研究方法的引导，使学生在进行科学探究、学习物理知识的过程中，逐渐开阔视野，初步领悟科学研究方法的真正意义。因此，对物理问题研究方法的考查，成为当前及今后中考的热点问题。控制变量法、等价代换法、换算法、推理法、模型法、比较法、类比法、形象法等都是初中物理中常用的研究方法。
1.控制变量法：所谓控制变量法就是在研究和解决问题的过程中，人为地控制影响事物变化规律的因素和条件，只改变某个变量的大小，而保证其他变量保持不变，最终解决所研究的问题。
这种方法在实验数据表中的体现是：如果两次实验中只有一个条件不同，则两次实验结果不同，即与该条件有关，否则不相关。反之，如果研究的问题是物理量是否与某一因素有关，则只有该因素不同，其他因素相同。控制变量法是中学物理中最常用的方法，也是中考出题最多的方法。
【例1】小明在探索“弹性势能的大小与哪些因素有关”时，提出如下两个猜想：
假设1：弹性势能的大小可能与物体的材质有关。
假设2：弹性势能的大小可能与物体的变形程度有关。
对于假设1，设计的实验和观察到的现象如下：
将相同大小、形状的钢尺和塑料尺弯曲到相同角度，弹动同一个纸球，观察纸球被弹动的距离不同。请回答：
（1）小明通过实验得出结论：
；
（2）实验中“弯曲到相同程度”的目的是：
；
【解答】弹性势能的大小可能与物体的材质有关。控制变量，在相同条件下进行比较。
在初中物理教材中，此方法的应用表现在：
1. 学习琴弦发出的声音的音调与琴弦的粗细、松紧、长度的关系。（声学）
2. 哪些因素与蒸发（热量）的速度有关
3. 滑动摩擦力的大小与哪些因素有关
4. 导体（电）的电阻与哪些因素有关？
2. 等效替代法
在物理实验中，有许多物理特性、过程和物理量难以直接观察和测量，这时常常把需要观察的变量用其他间接可观察、可测量的变量代替来进行研究，这种研究方法就是等效方法。
等效代换法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，在保证结论不变的情况下，可以互相代换。等效法是指在面对比较复杂的问题时，提出一种简单的解决办法或思路，而它们的效果是完全一样的，从而使问题变得更容易解决。比如，我们学过等效电路、等效电阻、分力与合力的等效性……
【例2】（2003陕西）如图所示，桌子上放着一块玻璃板，玻璃板前放着一根点燃的蜡烛，在玻璃板上可以看到蜡烛的图像。研究玻璃板的成像特性，关键问题就是设法确定像的位置。仔细想一想初中物理模型试题法，实验的具体方法是。我们这样确定像的位置，依靠的是视觉效果一致，所以可以说，我们采用了科学的方法。
分析：虚像不能被光屏接收，因此虚像特性的研究成为实验中的难题；为了准确探究平面镜所成虚像的特性，实验采用两根完全相同的蜡烛和一块透明平板玻璃，采用等效方法，很好地解决了这个问题。
答案：拿另一根相同的蜡烛，将其移到玻璃板后面，直到它看起来与图像完全重叠；等效替代。
3. 换算方法
对于难以研究或不易直接研究的物理问题，通过研究问题的现象、效应、影响等来间接研究问题的方法叫转化法。这种方法在初中物理学习概念、规律、实验等教学中运用很多地方。
1.研究物体的内能与温度的关系（我们不能直接感知内能的变化，而只能将其转化为所测量的温度的变化来解释内能的变化）；
2、研究电热与电流电阻影响因素时，将电热量折算为液柱上升的高度；
3、研究电功与哪些因素有关时，把电功折算成重物上升的高度；
4. 在回答动能与什么因素有关时，我们把动能换算成小木块在平面上被推的距离，距离越大，动能越大。
注意：等效法与换算法很相似，有什么区别？
请注意：
换算方法：电流大小----à灯泡亮度；
磁场——小磁针发生偏转
等效替代法：分力----à合力
小石头的体积----à排开水的体积；
摘要：在“等效替代法”中，互相替代的两个量是同一类型、大小相等的；而在“换算法”中，两个物理量具有因果关系，其性质经常发生变化。
4.理想模型法
实际现象和过程一般都很复杂，涉及的因素很多，利用模型方法可以使其简化、纯化，忽略细小因素，从复杂事物中抽象出理想的模型初中物理模型试题法，合理地逼近所研究事物的本质特征，这就叫理想模型法。
在初中物理教科书中，这种方法用于
1. 光（光是不可见的，所以我们用可见的实线来表示，这样可以简化问题，使用理想化的模型）
2. 磁通线
3. 电路图是物理电路的模型
4.力图或力图是实际物体和力的模型。
5、实验室经常利用手摇交流发电机及挂图来研究交流发电机的原理和工作过程。
6、研究连通容器的原理时采用液膜模型，研究肉眼无法观察到的原子结构时建立原子核结构模型。
【例题探索3】下面是物理学习中的几个研究例题：（1）研究磁场时，引入磁通线；（2）研究几种力作用于物体时，引入合力；（3）研究电流时，将其比喻为水流；（4）研究光时，引入光。上述例题中，运用“理想模型法”的是（ ）
A. (1) (3) B. (2) (3) C. (1) (4) D. (3) (4)
【专家建议】把某类具体事物抽象成某个物理概念的方法叫“建立理想模型法”，比如把路灯看成一个点光源。本题从磁场中抽象出磁力线，从光中抽象出光线，都用到了“建立理想模型法”。
【标准答案】C
5.科学推理
推理方法是根据已知的物理现象和规律，通过想象和推理，对未知现象作出科学的推断和预测。推理方法是在观察和实验的基础上，忽略微小因素，进行合理推断，得出结论，达到认识事物本质的目的。
理想实验是研究物理规律的重要思维方式，它以大量可靠的事实为基础，以真实实验为原型，通过合理的推理推导出物理规律。
图1
【例题探索4】人们经常用推理的方法研究物理问题。在研究物体运动状态与力的关系时，伽利略通过图1（a）所示的实验，对实验结果进行推理，得到如下结论：运动物体若不受外力作用，其速度不变，会继续运动。推理的方法也可以运用在“研究声音的传播”这个实验中。在图1（b）所示的实验中，现有的真空设备总是难以将玻璃盖抽成真空状态。在这种情况下，如何从实验现象中推出“声音不能在真空中传播”这一结论呢？图1
图1
图1
【专家建议】通过图（A）所示的实验，伽利略发现阻力越小，汽车速度减小得越慢。由此他推论，如果阻力为零，汽车速度就不会减小，即做匀速直线运动。图（B）的实验中，虽然玻璃盖不能抽成真空状态，但随着玻璃盖内空气的减少，听到的声音也越来越小，由此可以推论“声音不能在真空中传播”。
【标准答案】随着抽油烟机内空气不断被抽出，铃声会越来越弱。我们可以推断，如果抽油烟机内是真空的贝语网校，铃声是听不到的。因此，我们可以得出“声音无法在真空中传播”的结论。
6.类比
类比是把两个相似的事物进行比较，由已知物体的某一性质推断未知物体相应性质的一种方法。类比在物理学中应用十分广泛。所谓类比，其实就是一种由具体到具体、由一般到一般的推理方法，是根据两个（或两类）物体在某些方面相同或相似，推断出它们在其他方面可能相同或相似的一种逻辑思维。在物理教学中，类比法可以帮助理解比较复杂的实验和比较难懂的物理知识。
【例5】19世纪末，汤姆逊发现了电子，将人们的注意力引向了原子内部。由此，科学家提出了多种原子结构模型。根据你的研究，你认为下列哪种结构最接近原子结构？
A. 西红柿 B. 西瓜 C. 面包 D. 太阳系
分析：首先你需要在脑中重现所学过的原子结构模型，然后与给出的四个选项进行比较，确定结构最接近的事物是太阳系。这里，原子核可以比作太阳，原子核外的电子可以比作行星。它们在空间结构和运动方式上是相似的。
7. 图像方法
用图像这种特殊而又形象的数学语言工具来表达各种物理现象的过程和规律的方法称为图像法。
物理表象不仅能使抽象概念直观生动、动态变化过程清晰、物理量间关系明确，而且能表达难以用语言表达的内涵。
【例6】 图中示出了三种物质A、B、C的质量m与体积V的关系，从图中可知，A、B、C三种物质的密度ρA、ρB、ρC之间的关系为（ ）
伏特/立方厘米
质量/重量
10
20
20
10
ρAρC
D.ρA>ρB