物理及物理常用研究方法

1课题认识物理及物理学常用研究方法学科初中物理适用年级八年级适用区域青岛校区课时时长（分钟）60授课人徐老师教学内容初中物理研究内容及常用研究方法教学目标知道初中物理研究内容掌握物理常用研究方法教学重点1.初中物理研究内容教学难点1.物理常用研究方法教学过程备注初中物理研究内容1、物理是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律。2、主要研究声、光、热、力、电的运动和相互作用的规律。3、如何学好物理：1）勤于观察，勤于动手(物理是一门以观察、实验为基础的科学)；2）勤于思考，重在理解；3）联系实际，联系社会4、科学探究的7个环节：1）观察思考、提出问题2）猜想与假设3）制定计划、设计实验4）进行实验、收集证据5）分析与论证6）合作交流7）评估二、物理常用研究方法物理上常用的研究方法有：观察法、控制变量法、等效替代法、比值定义法、极限法、理想化物理模型法、图像法、类比法、归纳法、转化法、叠加放大法、比较法、实验+推理法等．观察法物理是一门以观察、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。著名的马德堡半球实验，证明了大气压强的存在如根据教材中的实验，在长度、时间、温度、质量、密度、力、电流、电压等物理量的测量实验中进行认真细致观察、规范实验操作，得到准确实验结果。大部分均利用的是观察法。控制变量法控制变量法是中学物理中最常用的方法。自然界发生的各种现象，往往是错综复杂的。决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清事物变化的原因和规律，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，从而转化为多个单一因素影响某一物理量的问题的研究方法，然后来比较，研究其他变量之间的关系，这种研究问题的科学方法就是“控制变量法”。1、蒸发的快慢与哪些因素的有关；2、滑动摩擦力的大小与哪些因素有关；3、液体压强与哪些因素有关；4、研究浮力大小与哪些因素有关；5、压力的作用效果与哪些因素有关；6、滑轮组的机械效率与哪些因素有关；7、动能、重力势能大小与哪些因素有关；8、导体的电阻与哪些因素有关；9、研究电阻一定、电流与电压的关系；10、研究电压一定、电流和电阻的关系；11、研究电流做功的多少跟哪些因素有关系；12、电流的热效应与哪些因素有关；13、研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系例：某同学做"研究影响蒸发快慢的因素"实验，如图8所示，他在两块相同的玻璃片上分别滴上一滴水，观察图中情景可知该同学主要研究蒸发快慢是否与()A.水的温度有关B．水的表面积有关C．水上方空气的流速有关D．上述三个因素都有关等效替代法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。1、等效电路、等效电阻、分力与合力等效2、平面镜成像的实验利用两个完全相同的蜡烛，验证物与像的大小相同类比法在认识一些物理概念时，我们常将它与生活中熟悉且有共同特点的现象进行类比，类比是根据两个（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，以帮助我们理解。如认识电流大小时，用水流进行类比。认识电压时，用水压进行类比。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。下图所示甲、乙、丙三种情景分别对应的是()A．固态、液态、气态B．气态、固态、液态C．固态、气态、液态D．液态、气态、固态归纳法是通过样本信息来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、分析整理得出正确结论。在我们买葡萄的时候就用了归纳法，我们往往先尝一尝，如果都很甜，就归纳出所有的葡萄都很甜的，就放心的买上一大串。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，为验证F浮＝G排，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，于是验证了阿基米德原理的正确性3、在验证杠杆的平衡条件中，反复做了三次实验来验证F1×L1＝F2×L24、一切发声体都在振动结论的得出5、在验证导体的电阻与什么因素有关时，经过多次实验得出导体的电阻与长度、材料、横截面积、温度有关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方法。运用归纳法得出的结论更具有普遍性。运用这种思维方法时实验一定要改变条件多做几次，否则得出的结论可能是特殊结论，而不具备普遍性。图像法通过图像来研究某些物理现象的规律或一些物理现象的区别例：如图所示，向右作直线运动的小车，通过AB、BC、CD三段路程所用的时间都是0.4s，则小车做的是运动（选填“匀速”、“加速”或“减速”）；它从A点运动到D点的平均速度是m/s；在此过程中小车的牵引力阻力（填“大于”、“等于”或“小于”）理想化物理模型法实际现象和过程一般都十分复杂，涉及众多因素，将抽象的物理现象用简单易懂的具体模型表示对学习和研究起到了简化和纯化的作用，如用太阳系模型代表原子结构，用简单的线条代表杠杆等，再如：1、液柱：比如在求液体对竖直容器底压强时，选一个液柱作为研究的对象简化，简化后模型依然保留原来的特点和知识2、光线：在学习光线时光线是一束的，且是看不见的，用一条看的见的实线来表示就是将问题简化，利用了理想化模型3、液片：在研究连通器的特点，求大气压时我们都在某一位置取了一个液面，研究该液面所受到的压强和压力4、光沿直线传播：我们知道真正的空气是各处都不均匀的，比如越往上空气越稀薄，再比如因为空气各处不均匀形成了风，而在光是沿直线传播一节中我们将问题简化，只取一个简单的模型，一条光线在均匀的介质中传播5、匀速直线运动：生活中很少有一个物体真正的做匀速直线运动，在我们研究问题的时候匀速直线运动只是一个模型6、磁感线：磁感线是不存在的一条线，但为了便于研究磁场，人为的引入了一条线，将我们研究的问题简化7、光滑平面：研究力学时常用到光滑平面，即物体表面没有摩擦，但是真正没有摩擦的表面是没有的．为了问题的简化就把很小的摩擦不考虑就假设物体表面光滑例：19世纪末汤姆逊发现电子后，科学家们提出了多种原子结构的模型。原子结构与下列事物结构最接近的是（）转化法(转换法)一些看不见，摸不着的物理现象，不好直接认识它，我们常根据它们表现出来的看的见、摸的着的现象来间接认识它们。常常根据电流的热效应来认识电流大小根据磁场对磁体有力的作用来认识磁场等分子看不见、摸不着，不好研究，可以研究墨水的扩散现象去认识分子的运动用灯泡是否发光或用小磁针在电路旁是否偏转检查电路中是否有电流空气看不见、摸不到，我们可以根据空气流动（风）所产生的作用来认识它磁场看不见、摸不到，我们可以根据它产生的作用来认识它。叠加放大法物理学中常常把微小的、能看到的，但不易观察、不易测量的同一物理量叠加放大，产生放大效果再进行研究，如用镜面反射激光方法，来将音叉微小振动的幅度放大等。１、音叉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。３、测量一张纸的厚度的时候，我们先测量100张纸的厚度在将结果除以100，这样使测量的结果更接近真实的值就是采取的累积放大法。４、要测量出一张邮票的质量、５、测量出心跳一下的时间，６、测量出导线的直径，均可用积累法来完成例：用刻度尺测量细铜丝直径：把细铜丝在铅笔上紧密排绕N圈（N数根据情况确定），然后用刻度尺量出线圈的总长度再除以N；比较法通过观察，分析，找出研究对象的相同点和不同点，它是认识事物的一种基本方法。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实验+推理法例如当你家的狗在叫时，你可能会推想有人在你家的门外，这就是推理。有一些物理现象，由于受实验条件所限，无法直接验证，需要我们先进行实验，再进行合理推理得出正确结论，这也是一种常用的科学方法。如将一只闹钟放在密封的玻璃罩内，当罩内空气被抽走时，发现空气越少，传出的声音就越小，由此推理出：真空不能传声。练习题人类在探