陕西省西安市西航二中中考物理专题复习 物理学中常见的研究方法 新人教版.doc

4陕西省西安市西航二中2013年中考物理专题复习 物理学中常见的研究方法 新人教版初中物理教材的各个章节都有意识、有步骤地渗透了物理学的科学研究方法，使同学们在学习物理知识的同时受到科学方法的熏陶和训练，逐步地掌握最基本、最主要的科学方法，达到促进知识学习、培养能力和提高科学素质的目的。新课程标准中的课程目标与义务教育大纲中的教学目标相比，不仅有知识与技能的目标，还有其他领域的目标。新课程标准中的过程与方法目标要求在物理知识与技能的探索与学习过程中，使学生掌握一些简单的科学探究方法，形成比较有效的物理思想。方法的掌握是能力形成的标志。 在物理学中，各种方法并不是孤立存在的，而是处在密切的相互联系之中。即使某一类方法，其中也必定包括了其他一些方法，只不过这一方法起主导作用罢了。例如实验方法，在根据实验目的进行设计、操作以及对实验结果进行分析时，同时要用到观察、比较、分析、综合、归纳等各种各样的思维方法。中考中对这方面内容考查正逐渐加强，涉及到的一些具体方法有：猜想法、观察法、实验法、分析法、综合法、归纳法、分类法、隔离法、假设法、比较法、等效(替代)法、建立理想模型法、控制变量法、实验推理法、转换法、类比法等研究物理问题的方法。下面是几种实用性强，近几年中考中常考到的科学研究方法。 方法 教材中方法的运用 说明等效(替代)法 (1)在力的合成中，若干个共同作用的分力就可以等同于作用效果相同的一个合力，相反，一个力也可以分解为作用效果相同的若于分力 (2)在电路中，若干个电阻，可以等效为一个合适的电阻，反之亦可，如串联电路的总电阻、并联电路的总电阻都利用了等效的思想 (3)在“曹冲称象”中用石块等效替换大象，效果相同 (4)在研究平面镜成像实验中，用两根完全相同的蜡烛，其中一根等效另一根的像 在物理学中，将一个或多个物理量、一种物理装置、一个物理状态或过程用另一个物理量、一种物理装置、一个物理状态或过崔来替代，得到同样的结论这样的方法称为等效(替代)法，运用这样的方法可以使所要研究的问题简单化、直观化建立理想模型法 (1)匀速直线运动，就是一种理想模型。在生活实际中严格的匀速直线运动是无法找到的，但有很多的运动情形都近似于匀速直线运动，按匀速直线运动来处理，大大简化了难度，得出的结果又具有极高的精度，在允许的误差范围内与实际相吻合 (2)杠杆也是一种理想模型，杠杆在实际使用时，由于受力的作用，都会引起或大或小的形变，可忽略不计，因此，我们就把杠杆理想化，认为它无形变 (3)汛期，江河中的水有时会透过大坝下的底层从坝外的地面冒出来，形成“管涌”，“管涌”的物理模型是连通器 (4)光线、磁感线都是虚拟假定出来的，但它们却直观、形象地表述物理|青境与事实，方便地解决问题。通过磁感线研究磁场的分布，通过光线研究光的传播路径和方向 把复杂问题简单化，摒弃次要条件，抓住主要因素，对实际问题进行理想化咎理，构建理想化的物理模型，这是一种重要的物理思想。在建立起理想化模型的基础上，有时为了更加形象地描述所要研究的物理现象、物理问题，还需要引入一些虚拟的内容，藉此来形象、直观地表述物理情景控制变量法 (1)研究滑动摩擦力与压力和接触面之间的关系 (2)研究压力的作用效果(压强)与压力和受压面积的关系 (3)研究液体的压强与液体的密度和深度的关系 (4)研究物体的动能与质量和速度的关系 (5)研究物体的势能与质量和高度的关系 (6)研究弦乐器的音调与弦的松紧、长短和粗细的关系 (7)研究电流与电阻、电压之间的关系即欧姆定律 (8)研究导体电阻大小跟导体的材料、长度、横截面积的关系 (9)研究电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的 在研究物理问题时，某一物理量往往受几个不同物理量的影响，为了确定各个不同物理量之间的关系，就需要控制某些量，使其固定不变，改变某一个量，看所研究的物理量与该物理量之间的关系【注意】在很多探究性实验中经常用到此法实验推理法 (1)研究牛顿第一定律 (2)研究真空中能否传声 (3)“自然界中只存在两种电荷”这一重要结论，是在实验的基础上进行推理得出来的 实验推理法它以大量的可靠的事实为基础，以真实的实验为原形，通过合理的推理得出结论，深刻地揭示物理规律的本质，是物理学研究的一种重要的思想方法转换法 (1)电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定。即根据电流产生的效应来判断 (2)分子运动看不见、摸不着，不好研究，但可以通过研究扩散现象认识它 (3)磁场运动看不见、摸不着，判断磁场是否存在时，用小磁针放在其中看是否转动来确定 (4)判断电磁铁的磁性强弱时，用电磁铁吸引大头针的多少来确定 在物理学习中，有时需要研究看不见的物质 (如电流、分子、力、磁场)，这时就必须将研究的方向转移到由该物质产生的各种可见的效应、效果上，由此来分析、研究该物质的存在、大小等情况，这种研究方法称为转换法转换法作为一种思维方式也时常在分析、解决问题时应用到类比法 (1)研究电流时用水流比作电流 (2)用“水压”类比“电压” (3)用抽水机类比电源 (4)研究做功快慢时与运动快慢进行类比等。 为了把要表述的物理问题说得清楚明白，往往用具体的、有形的、人们所熟知的事物来类比要说明的那些抽象的、无形的、陌生的事物。通过类比，使人们对所要揭示的事物有一个直接的、具体的、形象的认识，找出类似的规律【注意】类比的两个或两类对象要有共有的相同或相似处例1人类在探索自然规律的过程中，总结了许多科学的研究方法：等效替代法、控制变量法、实验推理法和建立理想模型法等。下列研究方法中，运用了建立理想模型法的是( b ) a引入“合力”的概念 b将撬棒抽象为绕固定点转动的硬棒 c用“水压”类比“电压” d保持电阻不变观察电流随电压的变化 思维方法 引入“合力”的概念为等效替代法，用“水压”类比“电压”为类比法，保持电阻不变观察电流随电压的变化为控制变量法，将撬棒抽象为绕固定点转动的硬棒为建立理想模型法。变式题 为了研究光的传播，我们引入了“光线”，下列研究问题的方法与此相同的是( b ) a通过小灯泡的亮暗，分辨电流的大小 b通过磁感线研究磁场的分布c.通过水流来学习电流 d.通过扩散现象感知分子的运动思维方法 “光线”是虚拟假定出来的，但它却直观、形象地表示光的传播路径和方向。同样磁感线也是虚拟假定出来的，通过磁感线可以直观、形象地表示磁场的分布情况。例2 某同学在复习自然科学时，对质量、速度、密度、热值、比热容、电流、电阻和电功率等概念按一定特征作了分类(见下表)。 他使用的科学方法是 ( a ) 概念 分类理由电流、速度、电功率 某两个量的比值 质量、电阻都与物体本身有关密度、热值、比热容都与物质本身有关a分析和归纳 8调查和假说 c实验和演绎d数学方法和实验 思维方法 初中物理涉及到许多概念，相互关联的概念可以在知识结构的基础上经过思维加工，进行分析、对比，进行概念自我建构，归纳出共同的特征，形成新的知识结构容易记忆，便于深刻理解。点评 分析和归纳法不仅用在学习物理概念上，而且还可以用在学习其他方面，如有些仪器的使用在操作程序上有相似之处，进行分析、比较和归纳，可熟练地掌握相关仪器的操作要领和使用技巧，这是一种知识建构的很好方法。例3 科学家在实验的基础上进行合理的推理，建立了牛顿第一定律，你在探究下列规律时也运用了这种研究方法的是 ( a ) a真空不能传声 b光的反射定律 c焦耳定律 d平面镜成像特点 思维方法 光的反射定律、平面镜成像特点、焦耳定律都是在实验的基础上进行分析和归纳得出的规律，真空不能传声是在实验的基础上进行合理的推理得出的。变式题 人们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，伽利略通过实验和对实验结果的推理得到如下结论：运动着的物体，如果不受外力作用，它的速度将保持不变，并且一直运动下去。推理的方法同样可以用在“研究声音的传播”实验中。实验中，现有的抽气设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态，在这种情况下，你是怎样通过实验现象推理得出“声音不能在真空中传播”这个结论的? 答案 随着罩内空气的不断抽出，听到铃声越来越弱。可以推理：如果罩内被抽成真空，将听不到铃声，由此可以推出“声音不能在真空中传播”。 思维方法 因为无论怎样抽气也不可能将玻璃罩内的空气抽完，但是我们可以通过随着空气量的减少，听到的声音在变弱来说明：如果罩内空气被抽完(即真空)，我们将听不到铃声了。例1 1元硬币的外观有银白色的金属光泽，一些同学认为它可能是铁制成的。在讨论时，有同学提出：“我们可以先拿磁铁来吸一下”，这时，有位同学手拿一块磁铁吸了一下硬币。就“一些同学认为它可能是铁制成的”这一环节而言，属于科学探究中的 ( b ) a论证 b猜想 c实验 d分析 思维方法 科学探究的形式是多种多样的，其要素有：提出问题，猜想与假设，制定计划与设计实验，进行实验与收集证据，分析与论证，评估、交流与合作。猜想是探究式学习中一个富有魅力的环节，一个好的猜想可以将表面看上去似乎是风马牛不及的事物建立起联系，可以为进一步的探究指明方向。练习：1科学研究要注意观察，善于发现，正是由于这种敏锐的洞察力，丹麦物理学家奥斯特发现了 ( ) a电流周围存在磁场 b电磁感应现象 c通电导体在磁场中受力的作用 d电流具有热效应2、物理学研究中常常用到“控制变量法”、“等效法”、“类比法”等科学方法。在下列研究实例中，运用了控制变量法的是 ( ) a研究电流的形成原因时，将电流与水流相比较，从分析水流的形成入手来分析电流的形成 b研究电流的大小时，根据电流产生的效应大小来判断电流的大小 c研究多个电阻组成的电路时，求出电路的总电阻，用总电阻产生的效果来代替所有电阻产生的总效果 d研究电流与电压的大小关系时，保持电阻大小不变，改变电阻两端的电压值，观察电流如何随电压变化而变化 3物理研究中常常用到“等效替代法”、“控制变量法”、“模型法”、“类比法”等方法，下面是初中物理的几个实例，其中用到等效替代法的是 ( ) 利用磁感线来描述磁场； 研究电流时把它与水流类比； 研究电路时引入“总电阻”概念； 研究力学问题时引入“合力”概念 a b c d 4以下是我们描述运动世界的几种方式，其中物理学家用的是 ( ) a用语言的韵律和意境 b用形态和色彩 c用旋律和节奏 d用特定的概念、数学工具以及实验方法10科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段在研究和解决问题的过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用科学方法。理想实验