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时间:2018-01-07
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1、物理探究方法分类解析(一) 一、控制变量法:就是把一个多因素影响某一物理量的问题,通过控制某几个因素不变,只让其中一个因素改变,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。这种方法在实验数据的表格上的反映为:某两次实验只有一个条件不相同,若两次实验结果不同,则与该条件有关,否则无关。反过来,若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关,则应只使该因素不同,而其他因素均应相同。控制变量法是中学物理中最常用的方法。中学物理课本中,蒸发的快慢与哪些因素有关;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素有关;压力的作用效果与哪些因素有关;滑轮组的机
2、械效率与哪些因素有关;动能、重力势能大小与哪些因素有关;导体的电阻与哪些因素有关;研究电阻一定、电流与电压的关系;研究电压一定、电流和电阻的关系;研究电流做功的多少跟哪些因素有关系;电流的热效应与哪些因素有关;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。例14小兰在观察提琴、吉他、二胡等弦乐器的弦振动时,猜测:即使在弦张紧程度相同的条件下,发声的音调高低还可能与弦的粗细、长短及弦的材料有关。于是她想通过实验来探究一下自己的猜想是否正确。下表是她在实验室控制的琴弦条件。如果小兰想探究弦发声的音调与弦的材料的关系,你认为她应该选用表中编号为_________的琴弦(只填
3、写字母代号)。探究过程通常采用下列一些步骤:①实验研究;②分析归纳;⑧提出问题(或猜想);④得出结论等。你认为小兰要完成本探究的全过程,所采取步骤的合理顺序应该是:_________(只填写数字代号)。在上述探究过程中,总要控制某些因素,使它们保持不变,一,进而寻找出另外一些因素的关系,这种研究方法叫做“控制变量法”。请你再写出一个初中物理中用到这种方法的实验名称:_________。4解析:想探究弦发声的音调与弦的材料的关系,应控制弦的粗细、长短相同,只有弦的材料不同,据此找到弦D和E;第2问考查探究问题的方法,答案为③①②④;第3问把学生的思路引向了整个初中物理学习的内容,同学
4、们可以从力、声、热、光、电、磁、能等方面回答。如:研究影响力的作用效果的因素;研究滑动摩檫力与哪些因素有关;研究液体内部的压强;研究琴弦发声的音调与弦粗细、松紧、长短的关系;研究影响液体蒸发快慢的因素;研究物体吸热与物质种类、质量、温度的关系;研究影响电阻大小的因素;研究电流与电压、电阻的关系;研究电功或电热与哪些因素有关;研究通电导体在磁场中的受力与哪些因素有关;研究影响感应电流的方向因素;研究动能(或重力势能)与哪些因素有关,等等。二、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
5、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。例如我们学过的等效电路、等效电阻、分力与合力等效以及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等等。例2如右图所示,两个小孩能提起一桶水,一个大人同样能提起这桶水。这现象表明_________。解析:两个小孩将两个力同时作用在水桶上可以将水桶提起,而大人的一个力作用在水桶上也可以将水桶提起。由此看来小孩的两个力和大人一个力的作用效果是相同的。4三、推理法:是在观察实验的基础上,忽略次要因素,进行合理的推想,得出结论,达到认识事物本质的目的。当你
6、在对观察到的现象进行解释的时候就是在进行推理,或说是在作出推论,例如当你家的狗在叫的时候,你可能会推想有人在你家的门外;要作出这一推论,你就需要把现象(狗的叫声)与以往的知识经验,即有陌生人来时狗会叫结合起来,这样才能得出符合逻辑的答案。例3人们常用推理的方法研究物理问题。在研究物体运动状态与力的关系时,伽利略通过如图甲所示的实验和对实验结果的推理得到如下结论:运动着的物体,如果不受外力作用,它的速度将保持不变,并且一直运动下去。推理的方法同样用在“研究声音的传播”实验中。在如图乙的试验中,现有的实验设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态,在这种情况下,你是怎样通过实验现象推理得出“声
7、音不能在真空中传播”这一结论的?解析:在“研究声音的传播”实验中,实验现象是随着罩内空气的不断抽出,听到铃声越来越弱。但最后还是能听到声音,主要原因有:实验设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态,以及周围的固体还能传声。这时推理就显得很重要了,它能够突破实验条件的限制,抓住主要因素,忽略次要因素,得出结论。题目的示例,既给出了学生套用的格式,又降低了考题的难度。本实验可以推理:如果罩内被抽成真空,将不能听到铃声,由此可以推出“声音不能在真空中传播”的结论。4
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