江西省永丰县藤田中学表解初中物理教材中常用的科学研究方法

1、.表解初中物理教材中常用的科学研究方法初中物理教材中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到同时受到科学方法的熏陶和训练。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。方法教材中方法的应用说明等效替代法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，一个也可以分解为作用效果的若干分力。2.在电路中，若干个电阻，可以等效为一个合适当电阻，反之亦可，如串联电路的总电阻，并联电路的

2、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。在平面镜成像的实验中我们利用两个完全相同的蜡烛，验证物与像的大小相同，因为我们无法真正的测出物与像的大小关系，所以我们利用了一个完全相同的另一根蜡烛来等效替代物体的大小。5.复杂的电路分析或多个开关的闭合情况不同时画等效电路图；用单力双掷开关、电阻箱、电流表来测求未知电阻的阻值也要用等效法。6.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。在物理学中，将一个或多个物理量，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

3、态或过程来代替，得出同样的结论，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。等效法是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、作用效果或物理规律方面是相同的。它们之间可以相互替代，而保证结论不变。等效的方法是指面对一个较为复杂的问题，提出一个简单的方案或设想，而使它们的效果完全相同，从而将问题化难为易，求得解决。同时等效法也是解决应用物理知识的有效手段。模型法建立理理想模型法想模型法（一）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。2.杠杆也是一种

4、理想模型，杠杆在实际使用时，由于受到力的作用，都会引起或大或小的变形，可忽略不计。3.绝对光滑。（二）假想模型法1.研究光的传播时，通过光线研究光的传播路径和方向；是虚拟假定来的，却直观，形象表述物理情景与事实，方便地解决问题。2.通过磁感线研究磁场的分布；是虚拟假定来的，却直观，形象表述物理情景与事实，方便地解决问题。3.研究连通器原理时用到液片模型。4.研究肉眼观察不到的原子结构时建立原子核式结构模(三)模型法1.电路图是实物电路的模型2.力的示意图或力的图示是实际物体和作用力的模型。3.实验室常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.4.汛期，江河中的水有时会透过大坝底层

5、从坝外的地面冒出来，形成“管涌”，“管涌”的物理模型是连通器。想模型法就是指把复杂的问题简单化,摒弃次要因素,抓住主要因素,对实际问题进行理想化处理,构成理想化的物理模型。这是一种重要的物理研究方法,有时为了更加形象的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,借此来形象、直观地表述物理情景。（一）理想模型法1.方法说明：为了研究的需要，把物理实体或物理过程经过科学抽象转化为一定的模型，这种转化忽略了一些次要因素，突出主要因素，所以这种模型又叫“理想模型”。它是物理教学的基础，可使物理教学简单化，形象直观化，又可使具体问题普遍化，复杂问题简单化。（二）假想模型法1.方法说明：虚

6、拟假定来的，但它们却直观，形象表述物理情景与事实，方便地解决问题。把复杂问题简单化，构建理想模型。这是一种重要的物理思想。控制变量 法 控制变量法1.影响滑动摩擦力大小的因素：研究滑动摩擦力压力和接触面之间的关系2.影响压力作用效果（压强）大小的因素：研究压力的作用效果与压力和受力面积的关系3.影响液体内部压强大小的因素：研究液体的压强与液体密度和深度的关系4.研究物体的动能与速度 和质量的关系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.影响电阻大小的因素：研究导体电阻的大小跟导体的材料，长度，横截面

7、积 的关系9.影响电流热效应大小的因素：研究 电流产生的热量与电流，电阻和通电时间的关系即焦耳定律10.影响电磁铁磁性强弱的因素：研究电磁铁的磁性与线圈大匝数和 电流的大小的关系11.影响蒸发快慢的因素：研究蒸发快慢于液体温度，液体的表面积和液体上方空气分度流动快慢有关。 12.影响液体浮力大小的因素13.影响电功大小的因素研究声音的音调与频率、声音的响度与振幅的关系；14.研究通电导体在磁场中的受力的方向与电流的方向、磁感线的方向的关系；15.研究感应电流的方向与运动的方向、磁感线的方向的关系；16.研究滑轮组机械效率与被提升物体的重力、动滑轮的重力、摩擦的关系；17.研究斜面机械效率与斜面

8、的粗糙程度、倾斜程度的关系；18.研究物体吸、放热能力与物质种类、物体的质量、温度升高和降低的度数的关系；在研究物理问题时，某一物理量往往受到几个不同物理量的影响，为了确定各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。任何物理实验，都要按照实验目的、原理和方法控制某些条件来研究实验推理科学推理法 法（1）研究牛顿第一定律把物体在越光滑的平面运动的就越远的知识结合起来我们就推理出，如果平面绝对光滑物体将永远做匀速直线运动。（2）研究真空中能否传声做真空不能传声的实验

9、时，当我们发现空气越少，传出的声音就越小时，我们就推理出，真空是不能传声的。（3）“在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。当你在对观察到的现象进行解释的时候就是在进行推理，或说是在做出推论，实验是人们根据一定的研究目的，运用一定的物资手段在人工控制或模拟自然的条件下，使自然过程再现出来的思维方法。推理是在实验基础上用已知的规律对未知的自然现象及规律作出科学的预见。实验推理法它以大量事实为基础，以事实的实验为原形，通过合理的推理得出结论。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

10、种重要的思想方法。转换法1.判断有无电流，我们可通过电路中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，通过磁场的效应来证明磁场的存在（我们无法直接看到磁场），判断磁场是否存在时，用小磁针方在其中，看它是否转动来确定。我们可以根据它产生的作用来认识它。4.判断电磁铁道磁性强弱时，用电磁铁吸引大头针的多少 来确定。5.空气看不见、摸不到，我们可以根据空气流动（风）所产生的作用来认识它；6.电功率（我们无法直接测出电功率只能通过PUI利用电流表、电压表测出U、I计算得出P）7.测量电阻8、测量密度9.

11、测不规则小石块的体积我们转换成测排开水的体积10.我们测曲线的长短时转换成细棉线的长度11研究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验中，测滑动摩擦力的大小时将其转换成测拉力的大小12.大气压强的测量（无法直接测出大气压的值，转换成求被大气压压起的水银柱的压强）13.测硬币的直径时转换成测刻度尺的长度14.测液体压强（我们将液体的压强转换成我们能看到的液柱高度差的变化）通过电流的效应来判断电流的存在（我们无法直接看到电流）， 15.研究物体内能与温度的关系（我们无法直接感知内能的变化，只能转换成测出温度的改变来说明内能的变化）；16.研究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系时，我们将导体中

12、通过电流时产生热量的多少转换成烧瓶中煤油液柱上升的高度或温度计示数的变化。17.在我们研究电功与什么因素有关的时候，我们将电功的多少转换成砝码上升的高度。18.动能与什么因素有关时，小球在平面上滑动的越远则动能越大，就是将动能的大小转换成了小球运动的远近。19. 研究重力势能与哪些因素有关的实验中金属块下落后，被砸小桌陷入沙中越深则重力势能越大，就是将重力势能的大小转换成了被砸小桌陷入沙中的深度。20.研究问题音调与阻力关系即验证牛顿第一定律实验时；小车在平面上滑动的越远则受到阻力越小。21.物体发生形变或运动状态改变可证明此物体受到力的作用； 22.马德堡半球实验可证明大气压的存在；23.影

13、的形成是因为光沿直线传播；24.指南针指南北可证明地磁场的存在；25用手机能打电话可证明电磁波的存在；26证明物体（玻璃瓶/桌面）受力发生微小形变时，利用毛细管中水面高度的变化/光点的移动显示形变；27.研究影响压力作用效果因素时，将压力作用效果大小转换成了小桌陷入沙中的深度。物理学中对于一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识，或用易测量的物理量间接测量，研究看不见的物质(如电流、分子、力、磁场)，必须把研究的方向转移到由该物质产生的各种可见到的效应、效果上，由此来分析，研究该物质的存在、大小、性质等情况，这种研究问题的方法叫转换法。有一些物理量不容易测

14、得，我们可以根据定义式转换成直接测得的物理量再由其定义式计算出其值这种研究方法也称为转换法。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）研究电流时用水流类比电流。（2）用“水压”类比“电压”流的形成、电压的作用通过以熟悉的水流的形成，水压使水管中形成了水流进行类比，从而得出电压是形成电流的原因的结论水压迫使水沿着一定的方向流动，使水管中形成了水流；类似的，电压迫使自由电荷做定向移动使电路中形成了电流。（3） 用抽水机类比电源。抽水机是提供水压的装置；类似的，电源是提供电压的装置。水流通过涡轮时，消耗水能转化为涡轮的动能；类似的，电流通过电灯时，消耗的电能转化为内能。（4）

15、研究做功快慢时与运动快慢进行类比等。分子动能的时候与物体的动能进行类比；学习功率时，将功率和速度进行类比。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。一些十分抽象的，看不见、摸不着的物理量时，由于不易理解我们就拿出一个大家能看见的与之很相似的量来进行对照学习。两类不同事物之间某种关系上的相似叫类似，从两类不同事物之间找出某些相似的关系的思维方法，叫类比。借助类比，常能创造性地解决一些十分陌生、十分困难的问题，在物理学中，现象、属性、概念、规律、理论

16、和描述手段等涉及的种种关系，都可以是类比的对象。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。类比在物理学中有着广泛的应用。所谓类比，实际上是一种从特殊到特殊或从一般到一般的推理。它是根据两个（或两类）对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。物理教学中类比方法可以帮助学生理解较复杂的实验和较难的物理知识。说明：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

17、的两个或两类对象要有共有的相同或相似处。观察法1. 马德堡半球实验2. 长度、时间、温度、质量、密度、力、电流、电压等物理量的测量实验中物理是一门以观察、实验为基础的学科。人们的许多物理知识是通过观察和实验认真地总结和思索得来的。比较法（对比法）1.比较蒸发和沸腾的异同点2.比较汽油机和柴油机的异同点3. 电动机和热机4. 电压表和电流表的使用当你想寻找两件事物的相同和不同之处，就需要用到比较法，可以进行比较的事物和物理量很多，对不同或有联系的两个对象进行比较，我们主要从中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。利用比较法不仅加深了对它们的理解和区别，使同学们很快地记住它们，还

18、能发现一些有趣的东西。归纳法1.铜能导电，银能导电，锌能导电则归纳出金属能导电。2.在阿基米德原理中，为了验证F浮G排，我们分别利用石块和木块做了两次实验，归纳、整理均得出F浮G排，于是我们验证了阿基米德原理的正确性，使用的正是这种方法。3.在验证杠杆的平衡条件中，我们反复做了三次实验来验证F1L1F2L2也是利用这种方法。4.一切发声体都在振动结论的得出（在实验中对多种结论进行分析整理并得出最后结论时），都要用到这一方法。 5.在验证导体的电阻与什么因素有关的时候，经过多次的实验我们得出了导体的电阻与长度，材料，横截面积，温度有关，也是将实验的结论整理到一起后归纳总结得出的。是通过样本信息来

19、推断总体信息的技术。要做出正确的归纳，就要从总体中选出的样本，这个样本必须足够大而且具有代表性。在实验中为了验证一个物理规律或定理，反复的通过实验来验证他的正确性然后归纳、分析整理得出正确的结论。在所有的科学实验和原理的得出中，我们几乎都用到了这种放大法1. 如音的振动很不容易观察，所以我们利用小泡沫球将其现象放大。2. 观察压力对玻璃瓶的作用效果时我们将玻璃瓶密闭，装水，插上一个小玻璃管，将玻璃瓶的形变引起的液面变化放大成小玻璃管液面的变化在有些实验中，实验的现象我们是能看到的，但是不容易观察。我们就将产生的效果进行放大再进行研究。 累积法1在测量一张纸的厚度的时候，2. 测量出一张邮票的质量、3. 测量出心跳一下的时间，4. 测量出导线的直径，在测量微小量的时候，我们常常将微小的量积累成一个比较大的量、这样使测量的结果更接近真实的值就是采取的累积法