初中物理几种常用的研究问题的方法

初中物理几种常用的研究问题的方法

黑龙潭乡中杨国盛

物理是一门自然科学，由于它联系实际紧密，生活中的应用广泛。因此学生比较感兴趣，我们在教学过程中除让学生掌握基础知识和基本技能外，重要的是让学生掌握一些研究问题的方法，因此最有价值的知识是关于方法的知识。

一、控制变量法：所谓控制变量法是指为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系，可将除了这个因素以外的其它因素人为地控制起来，使其保持不变，再比较、研究该物理量与该因素之间的关系，得出结论，然后再综合起来得出规律的方法。在初中物理许多实验中，都运用了控制变量法。例如：

1、研究压力的作用效果与哪些因素有关（压力大小和受力面积的大小）

2、研究液体压强大小与哪些因素有关（液体的密度和深度）

3、研究浮力大小与哪些因素有关（液体的密度和排开液体的体积）

4、研究滑轮组的机械效率与哪些因素有关（物体的重力、动滑轮的重力、摩擦力）

5、研究动能大小与哪些因素有关（物体的质量和速度）

6、研究液体蒸发快慢与那些因素有关（液体温度，液体表面积和空气流动）

7、探究影响导体电阻大小的因素（导体的长度、材料与横截面积）

8、电流跟电压电阻的关系（导体两端的电压、导体电阻）

9、影响电功大小的因素（电压、电流和通电时间）

10、影响电热大小的因素（电流、电阻和通电时间）

11、影响电磁铁磁性强弱的因素（电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯）

12、影响滑动摩擦力大小的因素（压力大小和接触面粗糙程度）

13、决定压力作用效果的因素（压力大小和受力面积的大小）

14在概念引入中用到控制变量法的有：速度的概念（V=s/t）、密度的概念（ρ=m/V）、压强

的概念（P=F/S）、功率的概念（P=W/t）、比热容的概念（c＝Q/m△t）

二、等效替代法：是一种抓住两个表面看起来不同的物理过程，寻求其相同的效果之处，用此来探究物理概念和规律，解决物理问题的方法。例如：

1、在探究平面镜成像规律的实验中，用玻璃板替代了平面镜

2、“曹冲称象”用石块质量替代大象质量

3、研究一个物体受几个力作用时，用合力代替几个分力

4、研究串、并联的电路中总电阻与分电阻的关系时，用一个总电阻来等效代替两个分电阻

5、平面镜成像的实验中我们利用了一个完全相同的另一根蜡烛来等效替代物体像的大小

6、比如在学习伏安法测电阻之后，要求学生设计一个实验，在上述实验中缺少电压表或电

流表，其它器材不变，另有一个已知阻值的定值电阻供选用，要求测出未知电阻，应该怎么

办？学生就可以用等效替代的思想进行设计了。

三、转换法：物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用容易测量的物理量间接测量，这种究问题的方法叫转换法。例如：

1、利用软细绳测量地图上铁路线上的长度、刻度尺和三角板配合测量硬币的直径

2、压强计将液体的压强转换成我们能看到的U形管中液柱高度差的变化；

3、研究压力的作用效果时，压力的作用效果转换成海绵凹陷的深浅。

3、研究牛顿第一定律时，阻力大小转换成小车运动距离的远近

4、探究动能大小与质量和速度的关系时，动能的大小转换成木块运动距离的远近

5、在研究电热与电阻的关系时，电阻丝产生的热量的多少转换成煤油温度变化情况

6、探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，通过观察吸引大头针数目多少比较电磁铁磁性强弱。

7、磁场看不见，摸不着，判断磁场是否存在时，用小磁针放入其中看是否转动来确定。

8、电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流时，可根据电流产生的效应来判断。

9、分子运动看不见、摸不着，不好研究，便可通过扩散现象认识它。

10、测不规则小石块的体积我们转换成测排开水的体积；

11、大气压强的测量，转换成求被大气压压起的水银柱的压强

小结：“等效替代法” 中相互替代的两个量种类相同，大小相等，而“转换法”中的两个物理量有因果关系,并且性质往往发生了改变。

四、类比法：为了要把抽象的物理问题说清楚，往往用具体的、有形的、人们所熟知的事物来类比要说明的那些抽象的、无形的、陌生的事物。例如：

1、在研究电流时，用“水压形成水流”的实验作类比，用水流类比电流；用水路类比电路；用抽水机类比电源；用阀门类比开关；来揭示电压是形成电流的原因。

2、原子核的链式反应与火柴的链式反应类比；

3、把中继站与接力赛类比；

4、用行星绕太阳运动类比原子核是结构。

5、为准确记忆通电螺线管的北极与电流方向的关系，以紧握的右拳头类比为螺线管，四指为线圈并指向电流的方向，则大拇指所指的一端为北极。

五、图表法：是用图象来表示一个量随另一个量的变化关系，很直观。例如：

1、在探究固体熔化时温度的变化规律和水的沸腾情况的实验中，就是运用图象法来处理数据的。它形象直观地表示了物质温度的变化情况，学生在亲历实验自主得出数据的基础上，通过描点、连线绘出图象就能准确地把握住晶体和非晶体的熔化特点、液体的沸腾特点了。

2、在探究串联电路中电流规律实验中，把各点作为横轴、电流为纵轴，作出的图象为水平直线，很直观表示出串联电路中各点电流相等的规律。

3、在探究电阻上的电流跟电压的关系、同种物质的质量与体积的关系、重力大小跟质量的关系等实验中都运用到图象法。这样把数形结合、图形与文字结合起来处理数据、描述物理规律，能很好地促进学生处理数据能力和分析问题能力的提高。

4、探究《凸透镜成像规律》时，将物距、像距、成像特点、应用列成表格，很容易得出凸透镜成像规律

六、理想模型法：理想模型就是指把复杂的问题简单化，把研究对象的一些次要因素舍去，抓住主要因素，对实际问题进行理想化处理去再现原形的本质的东西，构成理想化的物理模型。例如：

1、研究光的传播时，引入光线的概念

2、研究磁场时，引入磁感线的概念

3、研究液体的压强的时候，引入液柱、液片作为研究的对象简化

4、研究物体运动问题的时候，引入匀速直线运动的概念

5、把撬杠，螺丝刀，方向盘，开瓶器，动滑轮，动滑轮的理想化模型为杠杆

七、实验推理法：有一些物理现象，由于受实验条件限制，无法直接验证，需要我们先进行实验，在再进行合理推理得出正确结论。就好像当你家的狗在叫的时，你可能会推想有人在你家的门外，要做出这一推论，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。比如：

1、探究真空不能传声的实验

2、牛顿第一定律结论得出

3、人们认识自然界只有两种电荷；

4、牛顿大炮实验

八、比较法：比较法是通过事物间相同特征和不同特征的比较去发现它们之间的内在联系和根本区别。例如：

1、比较蒸发和沸腾的异同点；

2、电压表和电流表的使用规则；

3、重力和质量的比较；

4、重力与压力的比较；；

5、柴油机和汽油机的比较等。

6、电动机和发电机的比较磁感线：

九、归纳法：归纳法是通过样本信息来推断总体信息的技术。在我们买葡萄的时候就

用了归纳法，我们往往先尝一尝，如果都很甜，就归纳出所有的葡萄都很甜，就放心的买上一大串。比如：

1、我们从铜能导电、银能导电、锌能导电等现象中归纳出金属能导电。

2、在阿基米德原理中，为了验证F浮＝G排，我们分别利用石块和木块做了两次实验，归纳、整理均得出F浮＝G排，于是我们验证了阿基米德原理的正确性。