物理研究方法专题PPT学习教案

1、会计学1物理研究方法专题物理研究方法专题第1页/共66页 巴甫洛夫认为：巴甫洛夫认为：“重要重要的是科学方法，科学是思想的是科学方法，科学是思想的总结，认识一个科学家的的总结，认识一个科学家的方法远比认识他的成果价值方法远比认识他的成果价值要大要大.” 第2页/共66页物理学中常见的研究方法有：物理学中常见的研究方法有：控制变量法控制变量法等效法等效法实验推理法（理想化实验）实验推理法（理想化实验）转换法（转换替代、转换放大）转换法（转换替代、转换放大）类比法类比法建立模型法建立模型法归纳法归纳法比较法比较法第3页/共66页 一个物理量可能要受到多个因素的影一个物理量可能要受到多个因素的影响和

2、制约，在探究这个物理量与其中某个响和制约，在探究这个物理量与其中某个因素的关系时，需要先控制其它因素不变因素的关系时，需要先控制其它因素不变，来确定相关物理量之间的关系，这种方，来确定相关物理量之间的关系，这种方法即法即“控制变量法控制变量法”.第4页/共66页研究滑动摩檫力与哪些因素有关；研究滑动摩檫力与哪些因素有关；f= N研究影响液体蒸发快慢的因素；研究影响液体蒸发快慢的因素； 研究影响力的作用效果的因素研究影响力的作用效果的因素研究影响压力的作用效果的因素；研究影响压力的作用效果的因素；p=F/s 研究液体内部的压强；研究液体内部的压强； p=gh研究物体吸热与物质种类、质量、温度的关

3、系；研究物体吸热与物质种类、质量、温度的关系；Q=cmt 研究影响电阻大小的因素；研究影响电阻大小的因素； R=L/S研究电流与电压、电阻的关系；研究电流与电压、电阻的关系； I=U/R研究动能与哪些因素有关研究动能与哪些因素有关 Ek=mv2/2研究重力势能与哪些因素有关研究重力势能与哪些因素有关Ep=mgh研究电功或电热与哪些因素有关；研究电功或电热与哪些因素有关； Q=I2Rt研究通电导体在磁场中的受力与哪些因素有关；研究通电导体在磁场中的受力与哪些因素有关； 研究影响感应电流的方向因素；研究影响感应电流的方向因素； 研究影响电磁铁磁性的因素；研究影响电磁铁磁性的因素；第5页/共66页第

4、6页/共66页中考控制变量法考查形式中考控制变量法考查形式B第7页/共66页第8页/共66页实验编号水果种类深度（cm）两极间距离（cm）电压（V）1苹果132223334菠萝215222、54、51、3第9页/共66页把一木块平放在长木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记下弹簧测力计的示数把一木块平放在长木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记下弹簧测力计的示数 把一木块侧放在长木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记下相应的示数把一木块侧放在长木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记下相应的示数 把两木块叠放在长木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记下弹簧测力计的示数把两木块叠放在长木

5、板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记下弹簧测力计的示数.第10页/共66页（09天津）天津）27.物体只在重力作用下由静止开始下落的物体只在重力作用下由静止开始下落的运动称为自由落体运动运动称为自由落体运动”.小明对这种落体运动产生了小明对这种落体运动产生了探究的兴趣，提出如下两个问题探究的兴趣，提出如下两个问题.问题一：物体下落的快慢是否与物体的质量有关问题一：物体下落的快慢是否与物体的质量有关?问题二：物体下落的高度与下落的时间存在着怎样的问题二：物体下落的高度与下落的时间存在着怎样的关系关系? 于是他找来一些器材并在可忽略空气阻力情况下于是他找来一些器材并在可忽略空气阻力情况下准备进行

6、实验准备进行实验.(1)请你帮助小明设计探究请你帮助小明设计探究“问题一问题一”的实验方案的实验方案. 选用质量不同的物体，比较它们下落相同的高选用质量不同的物体，比较它们下落相同的高度所用的时间度所用的时间. 或选用质量不同的物体，比较它们在相同时间内或选用质量不同的物体，比较它们在相同时间内下落的高度下落的高度.第11页/共66页第12页/共66页第13页/共66页方法一：计算下落高度方法一：计算下落高度h与下落时间平方与下落时间平方t2的比值的比值h/t2是否相同（或是否相同（或t2/h），如相同，则成正比），如相同，则成正比方法三：计算上升高度方法三：计算上升高度h与下落时间平方与下落

7、时间平方t2是否满足是否满足h=kt2(k0)，如，如满足，则成正比满足，则成正比方法四：画出上升高度方法四：画出上升高度h与与下落时间平方下落时间平方t2的图象是否是过原点的一的图象是否是过原点的一条直线，如是，则成正比条直线，如是，则成正比方法二：计算下落高度方法二：计算下落高度h与下落时间平方与下落时间平方t2是否满足是否满足t21/t22=h1/h2、 t21/t23=h1/h3、 t21/t24=h1/h4如满足，则成正比如满足，则成正比（09天津）天津）27.(2)小明探究小明探究“问题二问题二”时，通过实验，测量时，通过实验，测量出同一物体分别从最高点下落的高度为出同一物体分别从

8、最高点下落的高度为h1、h2、h3，并测量，并测量出每次下落的高度所对应的下落时间为出每次下落的高度所对应的下落时间为t1、t2、t3.分析实验分析实验数据发现：数据发现：“物体下落的高度与下落的时间不满足正比例物体下落的高度与下落的时间不满足正比例关系关系”.他猜想他猜想“物体下落的高度与下落的时间平方成正比物体下落的高度与下落的时间平方成正比”，若要验证这一猜想，应如何处理分析实验数据，若要验证这一猜想，应如何处理分析实验数据?第14页/共66页第15页/共66页物体发生形变或运动状态改变可证明此物受到力的作用；物体发生形变或运动状态改变可证明此物受到力的作用；苹果落地可证明重力存在；苹果

9、落地可证明重力存在；月食现象可证明月亮不是光源；月食现象可证明月亮不是光源；雾的出现可证明空气中含有水蒸气；雾的出现可证明空气中含有水蒸气；影的形成光沿直线传播；影的形成光沿直线传播； 马得堡半球实验可证明大气压的存在；马得堡半球实验可证明大气压的存在；奥斯特实验可证明电流周围有磁场奥斯特实验可证明电流周围有磁场 运动的物体能对外做功可证明它具有能；运动的物体能对外做功可证明它具有能；铅块实验可证明分子间引力的存在；铅块实验可证明分子间引力的存在； 扩散现象可证明分子做无规则运动；扩散现象可证明分子做无规则运动； 用手机能打电话可证明电磁波的存在；用手机能打电话可证明电磁波的存在；指南针指南北

10、可证明地磁场的存在；指南针指南北可证明地磁场的存在； 第16页/共66页例：力是看不见的，但是我们可以通过力的作用效果去认例：力是看不见的，但是我们可以通过力的作用效果去认识它，这是在科学研究中常用的方法，下面四个研究实例识它，这是在科学研究中常用的方法，下面四个研究实例中，同样采用这种研究方法的是（中，同样采用这种研究方法的是（ ）A研究电流与电压、电阻的关系时，先使电阻不变去研研究电流与电压、电阻的关系时，先使电阻不变去研究电流与电压的关系，再让电压不变去研究电流与电阻的究电流与电压的关系，再让电压不变去研究电流与电阻的关系关系.B温度的高低是看不见的，我们可以通过液体体积的变温度的高低是

11、看不见的，我们可以通过液体体积的变化去认识它化去认识它.C研究牛顿第一定律时，在实验基础上经过推理，得出研究牛顿第一定律时，在实验基础上经过推理，得出运动物体不受力将做匀速直线运动运动物体不受力将做匀速直线运动.D在学习蒸发与沸腾时，通过比较得出蒸发与沸腾的异在学习蒸发与沸腾时，通过比较得出蒸发与沸腾的异同点同点. 第17页/共66页例：爱因斯坦说过：例：爱因斯坦说过：“磁场在物理学家看来正磁场在物理学家看来正如他坐的椅子一样实在如他坐的椅子一样实在.”磁场虽然看不见、摸磁场虽然看不见、摸不着，但可以通过对小磁针的作用证明其存在不着，但可以通过对小磁针的作用证明其存在.在物理学中还有其他一些现

12、象也是这样，如在物理学中还有其他一些现象也是这样，如用用 可证明可证明 的存在的存在. 第18页/共66页第19页/共66页第20页/共66页第21页/共66页第22页/共66页等效电路图等效电路图 等效电阻（串联、并联）等效电阻（串联、并联） 研究合力与分力的关系研究合力与分力的关系物体的重心物体的重心曹冲称象曹冲称象 第23页/共66页 例：篮球落地后，篮球给了地面多大的力呢例：篮球落地后，篮球给了地面多大的力呢？给你一架台秤，一张白纸，你能测出篮球砸在？给你一架台秤，一张白纸，你能测出篮球砸在地上的力吗？说说你的步骤地上的力吗？说说你的步骤.第24页/共66页第25页/共66页杠杆模型杠

13、杆模型 原子核式结构模型原子核式结构模型 电路图是实际电路的模型电路图是实际电路的模型力的示意图或力的图示是实际物体和作力的示意图或力的图示是实际物体和作用力的模型用力的模型手摇交流发电机、柴油机、汽油机模型手摇交流发电机、柴油机、汽油机模型（挂图）（挂图） 连通器液片模型连通器液片模型 用光线来描绘光的传播用光线来描绘光的传播 用磁感线来描绘磁场用磁感线来描绘磁场 第26页/共66页建立模型建立模型第27页/共66页例：建立物理模型是物理学习研究问题的一种重要方法例：建立物理模型是物理学习研究问题的一种重要方法.例如：研究平静水面产生的反射现象时，可以将水面看例如：研究平静水面产生的反射现象

14、时，可以将水面看成平面镜成平面镜.同理，定滑轮可以看成是同理，定滑轮可以看成是_. 第28页/共66页为了减小钢索承受的拉力，可以适当增加桥塔的高度.请分析原因 第29页/共66页有匀速直线运动模型、牛顿第有匀速直线运动模型、牛顿第一定律（光滑平面）、功的原一定律（光滑平面）、功的原理等理等 .第30页/共66页第31页/共66页第32页/共66页著名的著名的“牛顿大炮牛顿大炮”的故的故事事 以不同的速度将炮弹平射出去，射出速度越大，炮弹落地点就离山脚越远.他推想：当射出速度足够大时，炮弹将会第33页/共66页第34页/共66页 卢瑟福受太阳系模型的启发卢瑟福受太阳系模型的启发,把大宇把大宇宙

15、与宙与“小宇宙小宇宙”相类比相类比,提出了提出了“行星行星式式”原子模型，原子内部类似原子模型，原子内部类似“太阳系太阳系”.在原子物理学史上具有划时代的意在原子物理学史上具有划时代的意义，英国卢瑟福荣获义，英国卢瑟福荣获1908年诺贝尔物年诺贝尔物理奖理奖. 第35页/共66页声波类比水波声波类比水波电压类比水压电压类比水压电流类比水流电流类比水流眼睛与照相机进行类比眼睛与照相机进行类比原子的结构与太阳系的结构原子的结构与太阳系的结构 分子受约束后的运动与学生上课时受约束后的分子受约束后的运动与学生上课时受约束后的运动运动 将电流遇到的阻碍即电阻与人走路时遇到的阻将电流遇到的阻碍即电阻与人走

16、路时遇到的阻碍进行类比碍进行类比 第36页/共66页例：某老师在引导学生理解固体、液体和气体的微观结构例：某老师在引导学生理解固体、液体和气体的微观结构时，带领学生做游戏，用人群的状态类比物体的状态时，带领学生做游戏，用人群的状态类比物体的状态.下图下图所示甲、乙、丙三种情景分别对应的是所示甲、乙、丙三种情景分别对应的是( ).A固态、液态、气态固态、液态、气态 B气态、固态、液态气态、固态、液态C固态、气态、液态固态、气态、液态 D液态、气态、固态液态、气态、固态第37页/共66页例：如图（例：如图（a）所示，直线）所示，直线AB是光滑木板与棉布的分界线（木板与棉是光滑木板与棉布的分界线（木

17、板与棉布处在同一水平面上），然后使一个小线轴（如缝纫机上的线轴）沿布处在同一水平面上），然后使一个小线轴（如缝纫机上的线轴）沿着与直线着与直线AB成一角度的方向成一角度的方向PO匀速滚动，可以看到，线轴在棉布上滚匀速滚动，可以看到，线轴在棉布上滚动的方向发生了改变动的方向发生了改变.如图（如图（b）所示，一束光从空气斜射入玻璃中时传）所示，一束光从空气斜射入玻璃中时传播方向也发生了改变播方向也发生了改变. （1）由图（）由图（a）可知当线轴的甲轮刚接触到棉布时，其速度的大小将）可知当线轴的甲轮刚接触到棉布时，其速度的大小将 （变小（变小/ 不变不变/变大），此时乙轮速度的大小将变大），此时乙轮

18、速度的大小将 （变小（变小/不变不变 /变大变大）（2）从图（）从图（a）、（）、（b）两种类似现象可知，光由空气斜射入玻璃时而）两种类似现象可知，光由空气斜射入玻璃时而发生折射现象的原因可能是发生折射现象的原因可能是 .（3）在你学习物理知识的过程中是否运用过本题的研究方法？请列举）在你学习物理知识的过程中是否运用过本题的研究方法？请列举一例说明一例说明.答：答： .第38页/共66页此法更是贯穿于科学技术各个领域此法更是贯穿于科学技术各个领域第39页/共66页发电机和电动机发电机和电动机速度与平均速度速度与平均速度 蒸发与沸腾蒸发与沸腾 汽油机与柴油机汽油机与柴油机 水波与声波水波与声波

19、燃气热水器与太阳能热水器燃气热水器与太阳能热水器 电流表与电压表电流表与电压表 永磁铁与电磁铁永磁铁与电磁铁 声音的传播与光的传播的异同声音的传播与光的传播的异同热机与电动机的优缺点热机与电动机的优缺点凸透镜和凹透镜凸透镜和凹透镜光的三原色与颜料的三原色光的三原色与颜料的三原色第40页/共66页例例(四川省四川省):发电机和电动机的区别很多发电机和电动机的区别很多,比如它们比如它们的原理不同的原理不同,请你在举出一条请你在举出一条,填入后面的空格内填入后面的空格内:_ 第41页/共66页写出下列示意图表示的机器名称：写出下列示意图表示的机器名称： 甲甲 乙乙 丙丙图甲是图甲是_，图乙是，图乙是

20、_，图丙是，图丙是_第42页/共66页例：在图例：在图9甲中，闭合开关后，给玻璃珠加热到红炽状态，甲中，闭合开关后，给玻璃珠加热到红炽状态，小灯泡小灯泡_，原因是玻璃变成了，原因是玻璃变成了_；在图；在图9乙中，闭合乙中，闭合开关后，在给钨丝缓慢加热的过程中，小灯泡开关后，在给钨丝缓慢加热的过程中，小灯泡_，原因，原因是钨丝的温度越高，它的电阻是钨丝的温度越高，它的电阻_.第43页/共66页猜想法：猜想法： 猜想也称想象或幻想，是用已知的物猜想也称想象或幻想，是用已知的物理知识对某些未知的事物作出科学的预测理知识对某些未知的事物作出科学的预测.它是人的思维的最高境界，合理的想象往它是人的思维的

21、最高境界，合理的想象往往是人类创造发明的源泉往是人类创造发明的源泉. 第44页/共66页如果失去摩擦，会发生如果失去摩擦，会发生第45页/共66页例：在科幻小说例：在科幻小说往日之光往日之光中，作者鲍勃中，作者鲍勃.肖幻想了一种慢透光玻肖幻想了一种慢透光玻璃，讲述了一段美丽动人的故事璃，讲述了一段美丽动人的故事.“想象有一种玻璃，光在这种玻璃中运动的速度极慢，通过半厘米厚想象有一种玻璃，光在这种玻璃中运动的速度极慢，通过半厘米厚需要需要10年，比蜗牛的速度还慢得多年，比蜗牛的速度还慢得多.当一块慢透光玻璃制出来时，望当一块慢透光玻璃制出来时，望上去总是一片漆黑，因为还没有光穿过它上去总是一片漆

22、黑，因为还没有光穿过它.把这种玻璃放在风景秀丽把这种玻璃放在风景秀丽的林中、湖边，带者这些美丽的景致的光陷入慢透光玻璃中，的林中、湖边，带者这些美丽的景致的光陷入慢透光玻璃中，10 年年也出不来也出不来.把在这种地方放了把在这种地方放了10年的玻璃镶在城市住宅的窗户上，那年的玻璃镶在城市住宅的窗户上，那么，在下一个么，在下一个10 年的过程中，这个窗子外面便仿佛呈现出林中湖泊年的过程中，这个窗子外面便仿佛呈现出林中湖泊的美景的美景.各种动物无声的前来饮水，空中百鸟飞翔，日夜在交替，季各种动物无声的前来饮水，空中百鸟飞翔，日夜在交替，季节在变化节在变化.身居闹市，犹如别墅身居闹市，犹如别墅.”这

23、确实是一个有意思的幻想，但关键是要降住飞驰的光这确实是一个有意思的幻想，但关键是要降住飞驰的光.科学技术发科学技术发展到今天，部分科幻已经开始变成现实展到今天，部分科幻已经开始变成现实.本文作者进行科学幻想的依据是什么？本文作者进行科学幻想的依据是什么？在生活和学习中，你一定也有许多奇思妙想吧，简要写出一种想在生活和学习中，你一定也有许多奇思妙想吧，简要写出一种想象及其依据象及其依据. 第46页/共66页依据是光在不同的介质中传播速度不同依据是光在不同的介质中传播速度不同.想象在常温下制成超导体想象在常温下制成超导体.依据是超导材料与温度依据是超导材料与温度有关；有关；人想法固定在空中不用乘坐

24、任何交通工具，就可以人想法固定在空中不用乘坐任何交通工具，就可以周游世界周游世界.依据是地球在自转，运动是相对的；依据是地球在自转，运动是相对的；让水在常温下沸腾，产生大量气泡，不用洗衣粉就让水在常温下沸腾，产生大量气泡，不用洗衣粉就能洗衣服能洗衣服.依据是沸点与气压有关，只要设法降低水依据是沸点与气压有关，只要设法降低水面上方的气压，就可使水在常温下沸腾面上方的气压，就可使水在常温下沸腾.第47页/共66页相对性原理相对性原理 相对性原理是辩证法中的主要原理，它反映相对性原理是辩证法中的主要原理，它反映客观事物的对立与统一，是人类对客观事物客观事物的对立与统一，是人类对客观事物及其发展规律长

25、期观察的抽象概括如运动及其发展规律长期观察的抽象概括如运动和静止的相对性原理和静止的相对性原理第48页/共66页对称法对称法 对称法是物质世界结构的体现，是自然对称法是物质世界结构的体现，是自然界的一项美学原则，对称方法是寻找对界的一项美学原则，对称方法是寻找对立面和对应的思维方法如平面镜成像立面和对应的思维方法如平面镜成像第49页/共66页守恒守恒 守恒是世界物质不变性的体现如机械能守恒守恒是世界物质不变性的体现如机械能守恒定律、热平衡方程等定律、热平衡方程等第50页/共66页微小量放大研究法微小量放大研究法 科学实验的常用思维方法如温度计的原理科学实验的常用思维方法如温度计的原理实验，力引

26、起微小形变实验、微小质量的测实验，力引起微小形变实验、微小质量的测量等量等第51页/共66页第52页/共66页例：把微小变化放大以利于观察，这是物理学中一种重要例：把微小变化放大以利于观察，这是物理学中一种重要的方法的方法.如图是一种显示微小形变的装置如图是一种显示微小形变的装置.在桌子上放两个在桌子上放两个平面镜平面镜M和和N，让一束光依次被这两个平面镜反射，最后，让一束光依次被这两个平面镜反射，最后射到刻度尺射到刻度尺L上形成一个光点，试在图中画出光束上形成一个光点，试在图中画出光束K行进行进的光路图并确定刻度尺上光点的位置的光路图并确定刻度尺上光点的位置P.若在两镜之间桌面若在两镜之间桌

27、面用力用力F下压，下压，M、N将向中间倾斜，由于将向中间倾斜，由于MN之间的距离较之间的距离较大，光点会在刻度尺上从大，光点会在刻度尺上从P点移动到点移动到P/点，把桌面的形变点，把桌面的形变显示出来，则显示出来，则P/的位置比的位置比P_（填（填“高高”或或“低低”）.第53页/共66页例：以下测量方法属于叠加法的是（例：以下测量方法属于叠加法的是（ ）A为比较不同材料的金属丝的导电性能，用长度、横为比较不同材料的金属丝的导电性能，用长度、横截面都相同、材料不同的金属丝测定它们的电阻进行比截面都相同、材料不同的金属丝测定它们的电阻进行比较较.B要测一根细钢丝的直径，先测要测一根细钢丝的直径，

28、先测n根细钢丝的总直径根细钢丝的总直径，再算出一根钢丝的直径，再算出一根钢丝的直径.C为测定一不规则容器的容积，将其注满水，测出水为测定一不规则容器的容积，将其注满水，测出水的体积，便知容器的容积的体积，便知容器的容积.D要测量某导体的电阻，让导体通电后分别测量导体要测量某导体的电阻，让导体通电后分别测量导体两端的电压和通过导体的电流，便可计算出其电阻两端的电压和通过导体的电流，便可计算出其电阻. 第54页/共66页估算法、替代法、假设法、试验法、比例法估算法、替代法、假设法、试验法、比例法、隔离法、整体法、图象法、图解法、反证、隔离法、整体法、图象法、图解法、反证法、分割法、填补法、逆推法、穷举法法、分割法、填补法、逆推法、穷举法 第55页/共66页（09天津）天津）2.下列数据中，接近实际情况的是下列数据中，接近实际情况的是( )A对人体安全的电压为对人体安全的电压为220 VB 一个初中生所受到的重力约是一个初中生所受到的重力约是500 NC小红上学时不行的速度大约是是小红上学时不行的速度大约是是20 msD家用台灯正