初探研究物理问题的方法(全文)

精品文档-下载后可编辑初探研究物理问题的方法(全文)《物理课程标准》注意考察研究物理问题的方法，成为当前和今后中考的热点。实验的思想、控制变量、模型、等效、归纳、分类、转换、类比、猜想等，是初中物理常用的研究方法。现结合各地中考试题谈谈物理中的研究方法――控制变量法。

自然界发生的各种现象往往是错综复杂的，并且被研究对象往往不是孤立的，总是处于与其他事物和现象的相互联系之中，因此影响研究对象的因素在许多情况下并不是单一的，而是多种因素相互交错、共同起作用的。譬如说在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中，影响的因素（称为变量）可能有许多，怎样才能确定哪些因素没有影响，哪些因素有影响以及影响的程度如何呢？在实验中，我们采取的是这样的一种方法：在研究某个因素的影响时，只改变这个量的大小，而保持其他量不变，从而确定这个因素是否影响导体的电阻；依次类推，对有关变量逐个地加以判断，就能找出影响电阻大小的所有因素。这种方法称为控制变量法。

例如在“探究阻力对物体运动的影响”实验中，必须使斜面的倾斜度和小车在斜面的高度用人为的方法控制起来，使它保持不变，然后来比较、研究阻力对物体运动的影响。所以要想精确地把握研究对象的各种特性，弄清事物变化的原因和规律，单靠自然条件下整体观察研究对象是远远不够的，还必须对研究对象施加人为的影响，造成特定的便于观察的条件，在这个探究实验中就体现了“控制变量”的方法。例如为了研究某物理量同影响它的三个因素中的一个因素之间的关系，必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来，使它保持不变，然后来比较、研究其他两个变量之间的关系。

首先，在初中物理实验探究过程中，控制变量法是一种最常用的、非常有效的探索客观物理规律的科学方法。

例如，在初二物理上学期的教材中有个探究“影响液体蒸发快慢的因素”实验，书中是通过晒衣服的生活经验来总结出影响液体蒸发快慢的因素的。我们知道，衣服要晒在通风、温度高的地方，并且要展开来晒，这样才能使衣服更容易干，于是得出影响液体蒸发快慢的因素有三个：液体上方的空气流动速度，液体温度和液体表面积。那么，这些因素到底怎样影响液体蒸发快慢的呢？我们就要通过实验来探究。比如说要探究液体的温度对液体蒸发快慢的影响时，该怎样做好这个实验？是不是随便找两杯温度不同的液体来，观察一下哪杯液体蒸发快就行了？如果这样，也许得到的实验结论会是温度低的那杯液体蒸发快，这显然不对。那这个实验错在哪里了呢？原因就在于影响液体蒸发快慢的因素不是一个，而是好几个，所以，在探究其中一个因素对液体蒸发快慢的影响时，就必须保证其他的量不变。也就是说，对于上述实验，应该保持两杯液体的表面积和液体上方空气流动速度相同，再来探究液体温度对液体蒸发快慢的影响。于是可以得出正确的结论：相同条件下，液体温度越高，液体蒸发越快。要指出这种实验的方法就是“控制变量法”，再让学生运用这一方法系统地进行上述实验，使学生在实际操作过程中去体验这一科学方法。

其次，在利用物理知识去分析和解决一些实际问题时，如能灵活运用“控制变量法”进行分析，有时可起到事半功倍的效果。

在初中物理中，可用“控制变量”去分析和解决的实际问题是很多的，这就为这一科学方法的教学和应用提供了很好的机会。运用“控制变量法”可以使物理量的变化简化为分别与各个单因素的变化有关的问题，逐一分析、解决，从而降低物理问题的分析难度。例如，有这样一道题目：质量相同的水和煤油，吸收相同的热量，谁的温度升高较大？对于这一道题，如果同学们能想到用公式Q＝cmΔt结合“控制变量法”来解决，也就不难了。思路是这样的：因为这个问题要解决的是Δt（升高的温度）的大小，所以先将此公式变成Δt＝Q／cm的形式。再分析题目发现，m（质量）、Q（热量）相同，即这个问题中Δt仅取决于c（比热容）；且从Δt＝Q／cm这一关系式中可以看出，当m、Q相同时，Δt与c成反比。又因为水的比热容大于煤油的比热容，因此很容易得出这个问题的答案是：“煤油升高的温度比水大”。

最后，“控制变量法”在我们的生活和工作中有广泛的应用。

例如，我们在家里养花，用什么样的土、土湿润的程度、施什么样的肥料、施肥的时间、施肥的多少以及太阳光照时间的长短等，都会影响花开的质量，除了向有经验的人请教外，可采用控制变量法做一些对比实验，这样能使我们较快地积累养花的经验。物理学研究的是自然界最基本的运动规律，而自然界中的物理现象蕴藏着无穷奥秘，生活中的物理现象妙趣横生，认识主体在探索物理现象的过程中应充满乐趣。因此，学生在研究这些物理规律的过程中不应该被动地成为知识的接受者，而应该成为主动的知识的探究者，这样才能真正落实新课标中的“从生活走向物理，从物理走向社会”。在探究物理规律的过程中，应使学生认识到，具体的科学问题常常都是由多个因素共同造成的结果，帮助学生在科学探究中体会变量的概念，建立控制变量的初步意识。这样，才能使学生在遇到相关问题时能够有一个正确的思路去解决，并且，由于初中物