初中物理实验方法及案例说明

初中物理实验方法及案例说明

中学物理实验常用方法

一、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。在教学中，可以根据教材中的实验，如长度、时间、温度、质量、密度、力、电流、电压等物理量的测量实验中，要求学生认真细致的观察，进行规范的实验操作，得到准确的实验结果，养成良好的实验习惯，培养实验技能。大部分均利用的是观察法。

观察是学习物理最基本的方法,是科学归纳的必要条件, 学生对学习活动

的外部表现进行有目的、有计划的观察、记录, 能够为物理概念的形成、物理知识的理解、物理规律的探究提供信息和依据。常用观察方法有：

1.观察重点, 排除无关因素的干扰。如做气体膨胀对外做功的实验时,学生只听到“嘭”的一声, 看到瓶塞跳得很高, 对真正需要看的现象———塑料瓶口出现的酒精烟雾却视而不见, 这就需要教师及时交待, 提醒学生, 然后再进行分析。

2.前后对比观察, 抓住因果关系。如学习密度一节时, 我首先让学生区分铜块、铁块、铝块、石块、酒精、水等物体, 通过观察它们的颜色、状态、软硬来辨认。然后出示用纸包住的相同体积的铜块、铁块、铝块, 怎样区分它们? 学生通过实验发现, 它们的质量不同, 因而得出相同体积的物体质量不同, 也是物质的一种特性, 从而引入密度概念。

3.正、反对比观察, 深化认识。在指导学生观察时, 多采用一些正反对比的方法, 可以加深学生理解知识, 拓宽思路。如探究声音的产生, 即无声又有声；探究沸点与气压的关系时, 即增大气压, 沸点升高, 减小气压, 沸点降低。

二、控制变量法

控制变量法是指一个物理量与多个物理量有关, 把多因素的问题变成多个单因素的问题, 分别加以研究, 最后再综合解决。利用控制变量法研究物理问题, 有利于扭转“重结论、轻过程”的倾向, 有利于培养学生的科学素养, 使学生学会学习。如导体中的电流与导体两端的电压和导体的电阻都有关系, 研究导体中的电流跟这段导体两端的电压时, 控制导体的电阻不变, 改变导体两端电压, 看导体中电流的变化, 通过学生实验, 得出欧姆定律I=U/R。另外,研究导体的电阻大小、滑动摩擦力的大小、液体压强的大小、浮力大小、动能和

重力势能大小、电流的热量的大小、压力的作用效果、滑轮组的机械效率、电

三、转换法

一些比较抽象的看不见、摸不着的物质的微观现象，要研究它们的运动等规律，使之转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们。这种方法在科学上叫做“转换法”。如：分子的运动，电流的存在等，如：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；分子看不见、摸不到，不好研究，可以通过研究墨水的扩散现象去认识它；电流看不见、摸不到，判断电路中是否有电流时，我们可以根据电流产生的效应来认识它；磁场看不见、摸不到，我们可以根据它产生的作用来认识它。

再如，有一些物理量不容易测得，我们可以根据定义式转换成直接测得的物理量。在由其定义式计算出其值，如电功率（我们无法直接测出电功率只能通过P＝UI利用电流表、电压表测出U、I计算得出P）、电阻、密度等。

中学物理课本中，

测不规则小石块的体积我们转换成测排开水的体积

我们测曲线的长短时转换成细棉线的长度

在测量滑动摩擦力时转换成测拉力的大小

大气压强的测量（无法直接测出大气压的值，转换成求被大气压压起的水银柱的压强）测硬币的直径时转换成测刻度尺的长度

测液体压强（我们将液体的压强转换成我们能看到的液柱高度差的变化）通过电流的效应来判断电流的存在（我们无法直接看到电流），通过磁场的效应来证明磁场的存在（我们无法直接看到磁场），

研究物体内能与温度的关系（我们无法直接感知内能的变化，只能转换成测出温度的改变来说明内能的变化）；

在研究电热与电流、电阻的因素时，我们将电热的多少转换成液柱上升的高度。

在我们研究电功与什么因素有关的时候，我们将电功的多少转换成砝码上升的高度。

密度、功率、电功率、电阻、压强（大气压强）等物理量都是利用转换法测得的。

在我们回答动能与什么因素有关时，我们回答说小球在平面上滑动的越远则动能越大，就是将动能的大小转换成了小球运动的远近。以上列举的这些问题均应用了这种科学方法。

四、积累法

积累法是指在测量微小量的时候,常常将微小的量, 积累成一个比较大的量。如测量铜丝的直径先把细铜丝在铅笔上紧密排绕N圈( N数根据情况确定) , 再用刻度尺测量细铜丝直径长度,然后用线圈直径的总长度再除以N, 这样测量结果更接近真实值。相似的实验还有：测一个大头针、一张邮票的质量；测量一张纸的厚度；测量出心跳一下的时间。

在测量微小量的时候，我们常常将微小的量积累成一个比较大的量、比如在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法。

要测量出一张邮票的质量、测量出心跳一下的时间，测量出导线的直径，均可用累积法来完成。

值得注意的是，研究某些物理知识或物理规律，往往要同时用到几种研究方法。如在研究电阻的大小与哪些因素有关时，我们同时用到了观察法（观察电流表的示数）、转换法（把电阻的大小转换成电流的大小、通过研究电流的大小来得到电阻的大小）、归纳法（将分别得出的电阻与材料、长度、横截面积、温度有关的信息归纳在一起）、和控制变量法（在研究电阻与长度有关时控制了材料、横截面积）等方法。

五、等效替代法

等效替代法是指抓住两个看似不同的物理过程, 寻求其共同效果。如用合力替代物体所受几个力时, 合力与原来几个力的作用效果相同；研究串、并联电路的总电阻时, 用总电阻大小代替分电阻大小；在平面镜成像的实验中,由于我们无法真正的测出物与像的大小, 所以利用了一个完全相同的另一根蜡烛来等效替代像的大小, 从而验证物与像的大小相同。

六、归纳法