对初中物理科学方法试题的研究

对初中物理科学方法试题的研究

【摘要】本文针对中考中有关物理科学方法的试题进行分析和简述，希望能促进物理教学质量的提高。

【关键词】科学方法研究试题

物理教师在传授知识的同时，更重要的是培养学生正确的物理思想，教给学生科学研究的方法。前苏联教育家苏霍姆林斯基曾说过：“教给学生方法比教给学生知识更为重要。”科学研究的方法很多，如控制变量法、等效替代法、理想模型法、转换法、推理法、类比法、图象法等，近几年各省、市中招考试对这方面内容的考查呈现逐渐加强的趋势，因此教给学生掌握这些研究方法是至关重要的。下面谈谈初中物理常用的几种研究方法。

１控制变量法

当我们研究物理量之间的相互关系时，为了确定一个物理量与另一个物理量的关系，就需要控制其它物理量不变，看所研究的物理量与另一个物理量变化的关系，这种方法叫“控制变量法”。初中物理教学中，很多的物理概念的建立、物理规律的产生、实验的设计等，都采用了控制变量法。

例题：如图１所示情景，为某同学研究“影响压力作用效果”的实验。

①甲、乙两图所示的实验是为了说明＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

②乙、丙两图所示的实验是为了说明＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

③根据①、②的结果可以看出，压力的作用效果与＿＿＿和＿＿＿有关。

分析：由于题目中涉及压力、面积等多个变化因素，因此应采用控制变量法。甲、乙两图控制受力面积不变，使压力变化；乙、丙两图控制压力不变，使受力面积改变。

解答：受力面积一定时，压力作用效果与压力有关；压力一定时，压力作用效果与受力面积有关；压力、受力面积。

在初中物理教学中，用到控制变量法的还有：研究音调与振动频率的关系；研究响度与振动幅度的关系；研究滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度的关系；研究物体势能的大小与质量和高度的关系；研究电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数和电流大小的关系；研究导体电阻大小跟导体长度、横截面积和材料的关系；研究电流与电压和电阻的关系；研究不同物质的吸热本领等。

２等效替代法

将某个物理量、物理装置、物理状态（或过程），用另外一个物理量、物理装置、物理状态来替代，得到同样的结果，这种方法叫“等效替代法”，在许多物理量的间接测量中，都利用了此方法。

例题：“曹冲称象”的故事广为流传，故事里蕴藏着丰富的物理知识和思想方法，其中有＿＿＿＿的思想方法。

分析；大象的重量不易直接测量出来，利用浮力知识，间接地

把大象的重量测出来，即将某个物理量用另外一个物理量来替代，从而得到同样的结论。

解答：等效替代法。

在初中物理教学中，用到等效替代法的实验还有：探究多个用电器组成的串、并联电路的总电阻；探究平面镜成像特点；测量不规则小块固体的体积时（密度大于水的密度），用它排开水的体积替代固体的体积；探究托里拆利实验中，利用水银柱产生的压强与大气压相等测定大气压的数值。

３理想模型法

为了摒弃次要条件，突出主要因素，对实际问题进行理想化、简单化处理，从而方便对物理本质的研究，这种方法叫“理想模型法”。在物理教学中，常常把实际研究对象或实际过程抽象成为理想模型或物理模型。

例题；如图２所示，小明用同样力把甲、乙两物体匀速提升，不计摩擦和滑轮的重量，则重力ｇ甲—ｇ乙（填“大于”、“小于”或“等于”）分析：在初中学习杠杆和滑轮时，常常不计摩擦和机械本身的重量等因素，而在实际测量和学习机械效率知识时，则要考虑这些因素。本题就是对实际问题进行理想化处理，从而方便对物理本质的研究。

解答：小于。

在初中物理教学中，用到理想模型法的实验还有：研究光的传

播时，引入“光线”概念；研究磁场的分布时，引入“磁感线”概念；将光滑表面看作是没有摩擦的理想表面；电流表、电压表也是一种理想模型，在实际应用中，不考虑电流表本身的电阻对电路的影响，而电压表在接入电路时，则认为其“断路”；用铡刀铡草时，可把铡刀看做是一个能绕轴转动的杠杆（杠杆是一个理想模型）；自行车的车把可以控制车的方向，车把和前叉构成“轮轴”（轮轴是一个理想模型）。

４转换法

在研究看不见的物质或现象时，可以通过研究该物质或现象所产生的可见的效果，由此进一步分析物质或现象，这种研究问题的方法叫“转换法”。必须注意，等效替代法和转换法的区别和联系，等效替代法也包含转换法的思想。但其研究主体发生了转移，而转换法是通过研究主体所产生的可见的效果。

例题：根据图３甲、乙两个探究性实验，在空白处填上正确的答案：

当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来，这种研究问题的方法叫——；如图甲实验是让木块在水平面上做匀速直线运动，通过——间接知道摩擦力的大小；如图乙实验中电磁铁磁性的强弱是通过——反映出来的。

分析：图甲中，摩擦力的大小不易直接测量，通过读取弹簧测

力计上的示数间接测出摩擦力的大小，根据匀速直线运动的条件，拉力和摩擦力彼此平衡。图乙中电磁铁的磁性强弱现象看不见，摸不着，可通过观察它吸引大头针的多少反映出来，可见度高。

解答：转换法；读取弹簧测力计上的示数；吸引大头针的多少。

在初中物理教学中，用到转换法的实验还有：判断物体是否受到力，观察物体是否发生形变；苹果落地，证明重力的存在；利用小球的振动来判断发声体在振动；判断电路中是否有电流时，可通过灯泡是否发光来确定；用宏观的扩散现象，研究微观的分子运动；判断磁场是否存在时，可用小磁针放在其中看是否转动来判断；利用小桌陷入细沙的深度判断压力的作用效果；根据小球将木块推动的远近来判断小球动能的大小等。

５推理法

“推理法”是在大量可靠事实的基础上，以实际的实验过程为原形，通过合理的推理总结得出结论，从而深刻地揭示物理规律的本质的方法。

例题：科学家在实验的基础上进行合理的推理，建立了牛顿第一定律，研究牛顿第一定律运用的方法是——。

答案：推理法

在初中物理教学中，用到的推理法还有：研究真空中不能传声；伽利略的斜面理想实验。

６图像法