浅议控制变量法在初中物理教学中应用

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1、浅议控制变量法在初中物理教学中应用所谓控制变量法，就是在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制，使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化，最终解决所研究的问题。可以说任何物理实验，都要按照实验目的、原理和方法控制某些条件来研究。一、控制变量法。利用控制变量法研究物理问题，注重了知识的形成过程，有利于扭转重结论、轻过程的倾向，有助于培养学生的科学素养，使学生学会学习。蒸发的快慢与哪些因素的有关；滑动摩擦力的大小与哪些因素有关；液体压强与哪些因素有关；研究浮力大小与哪些因

2、素有关；压力的作用效果与哪些因素有关；滑轮组的机械效率与哪些因素有关；研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系等均应用了这种科学方法。二、控制变量法应用实验的类型控制变量法在初中物理实验教学应用最为广泛，现举例说明其应用的实验类型：1.实验设计。例:同一水平桌面上放有长方体木块和铁块各一个。现想探究木块和铁块的下表面谁更粗糙，请你只利用一个量程满足实验要求的弹簧测力计，设计一个实验来验证你的猜想，写出实验的步骤：在同一水平桌面上，将铁块放在木块上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块做匀速直线运动，读出弹簧测力计的读

3、数F1；再将木块放在铁块上，用弹簧测力计沿水平方向拉铁块做匀速直线运动，读出弹簧测力计的读数F2；比较F1和F2的大小，得出木块和铁块的粗糙程度。2•实验器材。例：在学习吉他演奏的过程中，小华发现琴弦发出声音的音调高低受各种因素影响，他决定对此进行研究。经过和同学们讨论，提出了以下猜想:猜想一：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积有关；猜想二：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关；猜想三：琴弦发现声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关。为了验证上述猜想是否正确，他们找到了下表所列9种规格的琴

4、弦，因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验。三、控制变量法在教学有运用同时它能将一些复杂的多变量的物理问题转化为简单的单变量的问题，将一些多因素的抽象的大问题，转化为直观的易于操控的小问题。教学中如果此法应用得当，将会非常地方便、快捷，省时、省力，而且能少走很多不必要的弯路，减少很多无谓的而且是艰辛的探索之路，收到事半功倍、一石二鸟的良好效益。实例1:初温相同、质量相等的铜块和铁块吸收同样的热量后，温度高的是（）。A、铜块B、铁块C、都一样D、无法确定［分析］实例1

5、判断的是初温相同的物体，吸收同样的热量后谁的温度更髙。由于初温相同，温度高的温差肯定大，因此本例可以将比较温度的高低问题转化为比较温差的大小问题。那么，温差的大小跟哪些因素有关呢？由公式Q二cm（tO-t）或孑伽厶七可知，温差的大小与物体的质量、比热容、吸收的热量有关。由于是比较铜块和铁块的温差大小，这就要求比热容不同（可变），而其它条件必须保持不变（相同）才能进行比较。再由吸热相等（Q二cmAt乘积一定）可知：比热容c与温差At成反比关系（从纯数学的角度看）,因此比热容大的温差小，比热容小的温差大。查表

6、可知，铜的比热容小，铁的比热容大，故正确的选项为B答案。实例2：下列关于导线的电阻说法正确的是（）A、长导线比短导线电阻大B、粗导线比细导线电阻小C、导线中有电流时才有电阻，没有电流时电阻为零D、常温下，粗细长短都相同的铁丝比铝线电阻大［分析］本例判断的是电阻的大小问题，应用控制变量法进行比较将更为方便、快捷。首先，要明确电阻的大小与哪些因素有关：电阻是导体本身的一种属性，它的大小只与材料、长度、横截面积、温度有关，而与其它因素无关。选项A比较的是电阻的大小与长度的关系，若应用控制变量法进行比较则必须保证

7、导线的材料、横截面积、温度都相同。由于选项中只有长度关系，其它因素的关系未知，故条件不足不能进行判断，选项A被排除。同理，选项B也只有横截积关系（导线粗细），无法比较，也被排除。选项C更是牛头不对马嘴，根本与电阻的大小变化无关。要知道，电阻是导体本身的一种属性，与外在的条件变化无关（不考虑电流的热效应），不论电压、电流如何变化，电阻的大小都不发生改变，故选项C也被排除。剩下的选项就只有D答案了，如果要偷懒的话，直接把选项D填上去就可以了，但为了明白起见，还是有必要用同样的办法进行比较。选项D中的”常温下”

8、亦即不考虑温度对电阻的影响，因常温下电阻的变化微乎其微，可以忽略，以后只要看到”常温下”这样的字眼，就都可以不考虑温度对电阻的影响了。排除了温度对电阻的影响，需要考虑的因素就只有材料、长度、横截面积了，而选项中还有一句”粗细长短都相同”，即横截面积、长度也相同。除材料外，所有影响电阻大小的因素都相同，可用控制变量法进选项D的电阻大小进行比较了。当然，题目中的铁丝、铝线涉及到电阻率，虽然在初二这个阶段不宜给学生讲电阻率这个概念，