用控制变量法解探究题.ppt

1、,用控制变量法解中考物理探究题专项复习优化方案,兴隆台区教研室 熊克江,为什么要开展这项研究 中考是义务教育阶段学生的终结性考试，也是一次竞争激烈的选拔性和高利害考试，家长、社会重视程度高，学校对老师的要求也很高，怎样做好复习备考工作历来是老师们为之头痛的事情，特别是在课程改革逐步的铺开，新老课程并存的今天更是如此。然而，在过去的研究中，虽有不少成功的经验，但大都停留在指导思想和原则上，要转化为具体、有效的操作行为还有很大差距；加之中考复习时间紧任务重，老师们年复一年的辛勤工作，研究的精力和时间有限；再说，中考复习综合性强，要解决大家都感到困难的问题仅靠老师个体研究是不行的。所以，我集中总结全

2、区物理教师多年来的中考复习经验，研究设计出一套用控制变量法解中考物理探究题专项复习优化方案，给物理教师朋友们的中考复习工作提供具体的帮助，切实提高我区中考物理复习的质量和效益。,科学探究在中考中怎样命题？,近几年中考物理考试说明中都十分明确考试范围为物理课程标准中“内容标准”所规定的全部内容，包括科学探究和科学内容两部分。其中科学探究融于科学内容之中进行考查。而“控制变量法”是中考常用的探索问题、分析和解决问题的最重要的方法，希望老师们给以足够的重视。,科学探究过程复习目标,1、会正确提出问题，会猜想与假设 2、会制定计划与设计实验，会进行实验与收集 数 据，会对探究实验的结果分析与论证 3、

3、会从探究实验的过程、结论等中发现问题，并进行改进。 4、会确定科学探究评估的切入点，能够用较准确的语言进行交流、表述科学探究评估。,命题中考察课标确定的探究过程重点要素,命题中考察课标确定的探究过程重点要素,命题中重点考察探究过程主要要素,初中物理教材中的控制变量法,自然界中发生的各种物理现象，往往是错综复杂的，因此影响物理学研究对象的因素常常也很多，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.譬如说某段导体中通过电流的大小不仅和其两端电压有关，还和这段导体的长度、横截面积的大小及材料种类等因素有关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

4、整体观察研究对象是远远不够的，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，造成特定的便于观察的条件，然后来比较，研究其它两个变量之间的关系，这种研究问题的科学方法就是 “控制变量法”。,用比较通用的字母来表示控制变量法,被研究的物理量A与物理量B、C有关，为了研究A与B的关系，则控制C的大小不变，改变B的大小，观察A随B的大小的改变情况；为了研究A与C的关系，则控制B的大小不变，改变C的大小，观察A随C的大小的改变情况；最后总结得出A与B、C 之间存在的规律。,控制变量法如何运用到解探究题当中呢？,解这类问题首先要我们抓住题目中的重点词语（中考的采分点）进行分析、推理、比

5、较、联想，结合概念、规律、现象、状态、情境、图形或图象等方面加以理解；其次，找出要研究的物理量A，以及影响A的另外两个量B和C 或其它因素。还要注意挖掘题目中的隐含条件，这是解题的关键。下面针对不同的题型学习运用控制变量法解题思路与分析方法。,1-学会在探究实验中正确提出问题,关键是找出要研究的物理量A，以及影响A的另外两个量B和C,解答提问时常用的表述是：物理量A的大小与什么因素有关呢？,根据试题描述的情境，用你学过的知识找物理量，合理地提出问题，不可随意发散。,中考连线题例1：探究“滑动摩擦力的大小”的实验。如何提出问题呢?,【解答】:滑动摩擦力的大小与什么因素有关呢？,思考：探究（1）、

6、“压力的作用效果”实验；(2)、影响力的作用效果的因素实验; (3)、感应电流的方向与哪些因素有关实验; 如何提出问题呢?(讨论：A、B、C各是什么？相信你一定能得出答案）,【分析】:这个实验中，要研究的物理量A即是滑动摩擦力，影响滑动摩擦力 大小A的两个因素有压力B和接触面的粗糙程度C。,2-学会从试题内容中找物理量进行提问,中考连线题例2： 小红在学习电磁感应现象时，看到老师做实验时电流表的摆动大小不同，于是她们开始实验探究这问题，首先按照课堂上探究电磁感应的实验装置(如图)重新安装了仪器，并且准备了磁性强弱不同的磁铁，以便改变磁场的强弱。闭合电路后她先改变导体在磁场中运动的快慢，观察电流

7、表摆动的幅度大小。发现导体在磁场中运动的速度越大，电流表的指针摆动幅度越大；然后她又保持导体的运动快慢不变，换用磁性强的磁铁来实验，发现磁性越强，电流表指针摆动的幅度越大。对于这么重大的发现，她高兴不已。通过以上的阅读，请你就小红的探究进行提问？,【分析】：从题中可知，要研究的物理量A即是感应电流的大小，影响它的大小有导体在磁场中运动的速度大小（B）、磁场的强弱（C）,【解答】:感应电流的大小与什么因素有关呢？,3、学会猜想与假设,猜想与假设则是对物理量A与B或物理量A与C之间可能的关系进行描述，为接下去的探究指明研究的方向。,解答猜想常用的表述是：变量B越大则A的值将会越小（或越大）；变量C

8、 越大则A的值将会越小（或越大）。,请同学们思考一下，此时要不要先找出研究的对象物理量A，以及影响它的变量B和C？,请根据上面所写的“解答猜想常用的表述”，对前面的例题1进行合理猜想与假设。（相信你一定能很快得出答案）,解答猜想常用的表述是：变量B 越大则A的值将会越小（或越大）；变量C越大则A的值将会越小（或越大）。,中考连线题例3：在生活、生产中我们常遇到图中所示的事例：打夯时夯锤被高高抛起又下落，砸在工作面上；打桩机打桩时重锤被高高拉起又下落，打在桩面上小军看到打桩机，思考“重锤对地面打击力的大小与什么因素有关”的问题，并提出合理猜想？,【解题分析】：该题中要研究的物理量A是：重锤对地面

9、打击力。影响重锤对地面打击力A的物理量是：重锤的质量B；重锤所处的高度C（或重锤的速度）。,【解答】：“重锤的质量越大，重锤对地面打击力就越大”或“重锤所处的高度（或速度）越大，重锤对地面打击力就越大”。,4、学会制定计划与设计实验,设计实验是对前面的猜想进行具体安排的过程，因为猜想与假设中已经对物理量之间可能的关系有了描述，那么在设计时则要根据控制变量法细化每个步骤。,解答时的一般表述是：控制变量B的大小不变，改变C的大小，观察A的大小变化；控制变量C的大小不变，改变B的大小，观察A的大小变化。,中考连线题例4： 物理兴趣小组做“探究导体电阻大小与导体长度的关系” 实验。他们在如图所示电路中

10、的A、B两点间接入待研究的电阻丝，电源电压恒定。忽略电阻丝电阻随温度变化的影响，待用电阻丝的规格如下表。 （1）他们应选择序号为_的两根电阻丝来研究； （2）从表中所给电阻丝的规格看，还可以用这些电阻丝来做另一个探究实验，即探究导体电阻大小与导体_的关系，这次你应该选择序号为_两根电阻丝来做实验。,【分析】：该题中影响导体电阻大小的因素从表中就可以知道，即材料、长度、横截面积（温度影响忽略）。本题第一问探究的是“导体电阻大小与导体长度的关系”，所以，根据控制变量法，必须控制“材料”与“横截面积”不变。,【解答】：（1）3号与4号。,（2）横截面积；2号与4号。,5、学会进行实验与收集证据,该过

11、程主要是依据设计好的实验进行操作，设计实验记录表格，记录下实验的有关数据。这一类题目多是以填写表格和设计表格出现。,设计实验记录表格时，应将所有的物理量都设计进去，并注意表格的科学性，还要注意设计多次实验来减小误差。,中考连线题例5；在探究“电流与电压关系”实验中，请设计一份记录该实验 数据的表格。,【分析】：电流的大小与电压和电阻的大小有关。设计的表格就应该将这三个物理量都列入其中，并且要设计出三次实验。,6、学会分析和论证,分析和论证则是对实验中的数据进行总结，并得出结论，实际上就是对前面提出的猜想或假设的回答。,根据控制变量法来表述结论时的常用语句是：通过探究得出物理量A与物理量B、C均

12、有关，当B不变时，物理量A随C的增大而增大（或减小）；当C不变时，物理量A随B的增大而增大（或减小）。叙述中增加“当B（C）不变时”，是控制变量法在结论叙述中的具体体现。,中考连线题例6：为探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小聪所在的实验小组用漆包线（表面涂在绝缘漆的导线）在大铁钉上绕若干圈，制成简单的电磁铁，结合其它实验器材做了如图所示的实验。（电源电压相同） 请根据b、c、d中观察到的情况，完成下面填空： （1）通过比较_两种情况，可以知道通过的电流越大，电磁铁的磁性越强。 （2）通过比较d中甲、乙两个电磁铁，你能得出的结论是_。,【分析】：题中制作电磁铁的铁钉是相同的，所以影响电磁铁磁性强

13、弱的因素只有两个，一个是电流大小，另一个是电磁铁上线圈的匝数,【解答】：（1）bc；（2）制作材料相同的电磁铁，当通过相同的电流时，线圈匝数越多，磁性越强。,7、学会评估与合作交流,探究题对评估与合作交流的考查一般是同时进行的，利用控制变量法解有关评估与合作交流类题目时，重点是从变量B、C的测量方法是否科学，设计的实验步骤是否会造成较大误差，设计的表格是否合理，是否进行了多次实验，得出的结论是否科学等方面进行分析。,中考连线题例7： 在探究“电流与电阻关系”实验中，某同学记录了该实验的有关数据如下表所示。请你分析一下，他的实验存在什么不科学之处呢？,【分析】：影响电流大小的因素有电压、电阻的大

14、小，本题探究的是电流与电阻之间的关系，因而就必须控制电压的大小不变。,【解答】：不科学之处是没有控制电压的大小不变， 可以使电压值均为4V，改变电阻的大小，测出电流大小，记录在表中。,控制变量法 解 探究题基本方法,课堂小结：例1-例7：用控制变量法解探究题只是多解题方法中的一种，运用控制变量法解探究题，关键是要找出要研究的物理量A，以及影响A的另外几个变量B和C-等。然后确定应该控制的物理量或有关因素。,在中考命题中考察“控制实验环境或实验仪器设备”等题 型（案例）,具体做法是根据研究目的，运用一定的手段（控制实验环境或实验仪器设备等）主动干预或控制自然事物、自然现象发生发展的过程，在特定的

15、观察条件下去探索客观规律 中考连线题例8; 在两块玻璃片上，小明同学分别滴上一滴水，如图所示，他主要研究蒸发快慢是否与水的表面积有关。观察图中情景可知，小明同学选择应被控制的不变量是-。小明同学得出正确结论是-。,控制实验环境或实验仪器设备,解析：研究水蒸发快慢是否与水的表面积有关,正确结论：在玻璃片，空气、温度环境，水的质量相同时 水的表面积越大蒸发越快。,控制实验环境或实验仪器设备,中考连线题例9： 日常生活中发生的火灾事故，大多是短路导致的。小明同学猜想：通电导体发热多少可能与电流大小有关。于是他和同学用-的器材组成两个电路进行探究。开关同时闭合后，调节滑动变阻器使两电路中电流不同，如图

16、甲、乙所示，实验中，在-相等的条件下，观察到A瓶中的煤油液面升得比B瓶高，说明了A瓶中煤油吸收的热量比B瓶多。实验表明电流越大，电流产生的热量越多 。小明同学,解析: 第一格答案利用控制实验仪器设备前提条件，实验器材完全相同，得出结论，第二格答案利用控制物理量相同关系（通电时间相等）得出结论。,控制实验环境或实验仪器设备,中考连线题例10、 为了探究重力势能与哪些因素有关，现有大小不同的实心铁球各一个、大小相同的实心铁球和实心玻璃球各一个、橡皮泥等。在探究重力势能与高度的关系时，应选用_，分别从不同的高度自由落下；在探究重力势能与质量的关系时，应选用_，分别从相同的高度自由落下。 解析:重力势

17、能的大小跟物体的质量和被举的高度有关。在探究重力势能的大小跟高度的关系时，只能让高度不同，质量必须相等，满足此条件的器材为同一个铁球或同一个玻璃球；在探究重力势能的大小跟质量的关系时，只能是质量不同，被举的高度必须相等，满足此条件的器材为大小相同的实心铁球和实心玻璃球。,中考物理“控制变量法”实验案例,1、通过实验，探究影响力的作用效果的因素; 2、通过实验，探究影响滑动摩擦力大小的因素; 3、通过实验、探究影响压力作用效果的因素，学习压强的概念。 4、通过实验，探究影响动能 、势能大小的因素; 5、通过实验探究，学会使用简单机械改变力的大小和方向。 6、通过实验，探究影响滑轮组机械效率的因素

18、; 7、通过实验探究，认识浮力，经历探究浮力大小的过程。 8、通过实验、探究液体压强的特点; 9、通过实验探究，初步了解流体的压强与流速的关系。 10、通过实验探究，初步认识声产生和传播的条件。 11、通过实验，探究光在同种均匀介质中的传播特点。 12、通过实验探究、并了解光的反射和折射的规律。 13、通过实验探究、知道平面镜成像时像与物的关系。 14、通过实验探究、知道凸透镜成像的规律。,中考物理“控制变量法”实验案例,15、通过实验、探究物态变化过程。 16、 通过实验，探究影响液体蒸发快慢的因素; 17、通过实验，探究物体吸收放热的多少与哪些因素有关; 18、通过实验，探究决定电阻大小的

19、因素; 29、通过实验、探究电流与电压和电阻的关系，理解欧姆定律。 20、通过实验探究，知道在电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正比。 21、 通过实验，探究电功大小与哪些因素有关; 22、通过实验、探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关; 23、通过实验，探究通电螺线管外部磁场的方向。 24、通过实验，探究通电螺线管的极性与哪些因素有关; 25、通过实验，探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关; 26、通过实验，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。 27、通过实验，探究感应电流的方向与哪些因素有关; 28、通过实验，探究通电导体在磁场中受力方向与哪些因素有关。,课后复习：各实验案

20、例中A、B、C各是什么？正确提出问题，作出猜想与假设， 制定计划与设计实验，相信你一定能取得很好的复习效果。,在以下问题中：说出应用的科学探究方法,1、牛顿在伽利略等人的基础上得出牛顿第一定律 2、.研究磁现象时，用“磁感线”来描述磁场 3、研究电现象时，科学家用电流产生的热效应来研究电流的大小。 4、两个电阻并联时，可用并联的总电阻代替两个电阻 5、研究电流变化规律时，用水压和水流来类比电压和电流 6、研究动能的大小跟哪些因素有关 7、人们认识自然界只有两种电荷 8、用扩散现象认识分子的运动,在以下问题中：说出应用的科学探究方法,1、牛顿在伽利略等人的基础上得出牛顿第一定律“实验和推理法”：在实验的基础上进行推理得出来的结论 2、.研究磁现象时，用“磁感线”来描述磁场。“假想模型法”；因为磁场具有看不见、摸不着的特点，为了形象简单地研究磁现象，引入了“磁感线”的概念。 3、研究电