控制变量法在初中物理解题中应用

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1、控制变量法在初中物理解题中应用事物的发展变化会受多种因素的影响，所以事物的形成、发展变化的方向及趋势研究就变得很复杂，而这又是我们必须面对的，因此，研究解决方法就显得特别重要•控制变量就是解决此类问题的最佳方法之一.运用“控制变量法"在研究某个问题（如物理量等）与多种因素的关系时，根据研究目的、运用一定手段实验仪器、设备等主动干预，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，每次只改变一个因素，通过分析这个改变的因素与所研究问题之间的关系，再分析综合得出结论（或规律）•这样做的目的

2、，一方面，可以判定变量之间是否具有因果联系；另一方面，可以探究变量之间的真实数量关系.一、耗材使用过程中的控制变量所谓耗材，是指实验过程中消耗的材料.虽然伴随着实验进程的展开，耗材要被不同程度的消耗掉•合理地使用耗材，能保证问题解决路径的合理性、科学性以及相关结论的准确性•在研究受多因素影响的物理现象过程中，需要贯穿明确的控制变量意识.例1小凡同学在4块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水，进行如下图所示的实验探究，得出水蒸发快慢与水的温度、水的表面积和水面上方空气流动快慢有关.(1)通过A、B两图的对比，可以得出水蒸发快慢与

3、水的有关.(2)通过两图的对比，可以得出水蒸发快慢与水的温度有关.(3)通过A、D两图对比，可以得出水蒸发快慢与有关.解析影响液体蒸发快慢的因素有：液体的温度、液体的表面积、液体上方空气流动的快慢，因此在探究影响液体蒸发快慢的具体某一个因素时，必须采用控制变量法•对比A、B两图，在液体的质量、温度、液体上方空气流动快慢相同时，液体的表面积大小影响液体蒸发的快慢；对比A、C两图，在液体的质量、液体的表面积、液体上方空气流动快慢相同时，液体的温度高低影响液体蒸发的快慢；对比A、D两图，在液体的质量、温度、表面积相同时，液体上方空

4、气流动快慢影响液体蒸发的快慢.例2小明同学学习了燃料的热值后，自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系•他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表：(1)为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制的相同的量有：(说出两点即可).(2)你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是.(1)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：.利用此实验方法计算出的热值将比真实值(选填“偏大”或“偏小”).解析以水升温、高低来显现两种燃油的热值大小关系,这是典

5、型的转化法，与此同时，为了具有可比性，还全面渗透了控制变量法•影响烧杯中水温上升的因素很多：燃油的热值、燃油的消耗量、热量的有效利用率、杯中水量、杯中水的初温等.要想研究不同燃油的热值大小，必须控制其他因素的等值，才能把水升温高低与不同燃油的热值大小直接挂钩，进行由此及彼的推理.二、器材选择过程中的控制变量针对物理问题，选择典型、有结构的实验材料为问题的有效解决奠定了坚实的物质基础•所谓典型，指的是选择需要的、有用的、适切的材料；所谓有结构，指的是注重材料之间的逻辑关系，能够为控制变量方法的实现提供物质载体.依据多元猜想中的

6、一点，明确研究的方向，选择合适的实验器材，为对比研究提供条件，是问题解决的前提和基础.例3在学习演奏小提琴的过程中，小明和同学们发现弦乐器的琴弦发出声音的音调受很多因素的影响•他们决定对这种现象进行探究，经讨论后提出以下猜想：猜想一：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的材料有关；猜想二：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的长短有关；猜想三：琴弦发出声音的音调可能与琴弦的横截面积有关.为了验证以上猜想是否正确，他们找到了一些不同规格的琴弦，如下表：(1)为了验证猜想一，应选用编号为、的琴弦进行实验.(2)为了验证猜想二，应选用编号为、的琴

7、弦进行实验.(3)为了验证猜想三，小明选用编号为①、②的琴弦进行实验，则表中缺少的数据应为•解析影响琴弦发出声音的音调的因素有：琴弦的材料、琴弦的长短、琴弦的粗细(横截面积大小)•假若两根琴弦材料、长度、粗细都不同，导致发声的音调不同，则哪个因素在其中起到怎样的影响仍不得而知.在探究琴弦发声的音调与材料之间的变化关系时，应控制其长度、粗细相等；在探究琴弦发声的音调与长度之间的变化关系时，应控制其材料、粗细相等；在探究琴弦发声的音调与粗细之间的变化关系时，应控制其材料、长度相等.例4在温度一定的条件下，做“研究决定导体电阻大小

8、因素”的实验，采用控制变量的方法•下表给出了实验中所用到的导体的情况•选择C、F两根导体进行对此，是为了研究导体电阻大小与是否有关;选择C和两根导体进行对比,是为了研究导体电阻与长度的关系；为了研究导体电阻与横截面积的关系，应选择的两根导体是（填写导体的代号）.解析决定导体电阻大小的因素有