物理实验方法及举例

实验推理法:是在观察实验的基础上,进行合理的推想,认识事物本质。

题6．牛顿第一定律是（）

A.由斜面小车实验直接得到的结论

B.可以用实验进行验证的

C.在实验基础上，经过合理分析、推理、归纳出来的

D.是建立在生活经验基础上的结论

分析：实验是人们根据一定的研究目的，运用一定的物资手段在人工控制或模拟自然的条件下，使自然过程再现出来的思维方法。推理是在实验基础上用已知的规律对未知的自然现象及规律作出科学的预见。因为地球上一切物体都要受到外力的作用，所以牛顿第一定律无法直接用实验证明或验证，只有在实验的基础上通过科学的推理才能得到。故选C。

【例】:形容声音能不能在真空中传播的实验。牛顿第一定律的建立。正，负电荷的产生。

教师要不断教给学生学习研究问题的方法，使其养成良好思维习惯，在解决问题或作决定时，能让其尝试运用科学原理和科学研究方法，不断提高他们的科学素质，以实现课程改革的总目标。

假想模型法：用理想化的方法将实际中的事物进行简化，得到一系列的物理模型．

题5.在物理学习中，为了研究问题的方便，教科书出现了：

①在研究光的传播时，引入了“光线”

②在研究声音传播时，引入了“介质”

③在研究热的传递时，引入了“热量”

④在研究磁场时，引入了“磁感线”

在上述四种情况中，属于科学家假想而实际并不存在的是（）

A、①和②

B、②和③

C、③和④

D、①和④

分析：为了研究的需要，把物理实体或物理过程经过科学抽象转化为一定的模型，这种转化忽略了一些次要因素，突出主要因素，所以这种模型又叫“理想模型”。它是物理教学的基础，可使物理教学简单化，形象直观化，又可使具体问题普遍化，便于学生发挥抽象思维、形象思维、发散思维。场是客观存在的一种特殊物质，“磁感线”并不存在，是为了描述磁场而假想引入的。“磁感线”是假想的物理模型，用“磁感线”描述磁场的这种方法是“假想模型法”。光是客观存在的，“光线”并不存在，是为了研究光的传播而假想引入的，也是“假想模型法”。故选D。

【例】:研究肉眼观察不到的原子结构时，建立原子核式结构模型；电路图是实物电路的模

型；力的示意图是实际物体和作用力的模型；研究连通器原理时用到液片模型；研究浮力形成的原因时用到水柱模型；研究光现象时用到光线模型；研究磁现象时用到磁感线模型。橇扛是杠杆的模型

类比法:通俗地说，就是用直观、容易理解的东西来描述抽象的、难以理解的东西

题4.电压这个概念不好理解，物量学专门引入水压来讲述这个概念，便于我们理解，这种方法就是“类比法”。下列实例中研究跟这种方法不同的是（）

A.用电流产生的效应大小来研究电流的大小

B.用电流大小来比作水流大小

C.研究电源的使用，引入抽水机

D.研究多个力作用产生的效果，引入合力

分析：两类不同事物之间某种关系上的相似叫类似，从两类不同事物之间找出某些相似的关系的思维方法，叫类比。借助类比，常能创造性地解决一些十分陌生、十分困难的问题，在物理学中，现象、属性、概念、规律、理论和描述手段等涉及的种种关系，都可以是类比的对象。D 项在研究物体受到几个力作用时，引入合力的概念的前提是合力对物体的作用效果相同，所以这里采用的是“等效法”。故选D。

【例】:用水流表示电流。用水压表示电压。用操场的学生排队、做操、玩耍的情况类比固体、液体、气体的分子结构。

转换法：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，或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。

题3.电流看不见、摸不着，不易研究它的大小，科学家是通过电流通过导体产生的效应的大小来研究的，这种方法在科学上叫“转换法”。下面几个研究实例，其中运用的方法跟运用电流通过导体产生的效应的大小来研究电流大小这种方法相同的是（）

A.研究动能的大小跟哪些因素有关

B.人们认识自然界只有两种电荷

C.用扩散现象认识分子的运动

分析：对于不易研究或不好直接研究的物理问题，而是通过研究其表现出来的现象、效应、作用效果间接研究问题的的方法叫“转换法”。A项运用的是“控制变量法”，及先控制质量一定，研究动能大小跟速度的关系，然后控制速度一定，研究动能大小跟质量的关系；B项“自然界只有两种电荷”这一结论是在实验的基础上进行推理得出来的，即运用的是“实验和推理法”；C项分子看不见，摸不着，转换为通过扩散现象来研究，即运用的是“转换法”。故选C。

【例】:物体发生形变或运动状态改变可证明此物受到力的作用。影的形成光沿直线传播。奥斯特实验可证明电流周围有磁场。指南针指南北可证明地磁场的存在。温度计把温度的测量转化为长度的测量。弹簧测力计测重力。研究分子扩散，研究振动发生的条件

等效法：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，而保证结论不变

题2.“等效法”是物理学常用的研究方法之一，它可以将研究的问题简化。如作用在同一物体上的两个力，我们可以用一个合力来代替它。以下几种情况中，属于“等效法”的是（）

A.研究磁现象时，用“磁感线”来描述看不见、摸不着的磁场

B.研究电现象时，用电流产生的效应来研究看不见、摸不着的电流

C.两个电阻并联时，可用并联的总电阻代替两个电阻

D.研究电流变化规律时，用水压和水流来类比电压和电流

分析：所谓“等效法”就是在特定的某种意义上，在保证效果相同的前提下，将陌生的、复杂的、难处理的问题转换成熟悉的、容易的、易处理的一种方法。A项在研究磁现象时，引入“磁感线”的概念，采用的是“假想模型法”，这是因为磁场具有看不见、摸不着的特点，为了形象简单地研究磁现象，才引入了“磁感线”的概念，同理B项也采用的是“假想模型法”，D 项则是采用的是“类比法”。故选C。

【例】:用总电阻代替支路电阻；用电阻箱测未知电阻；等效电路：曹冲称象，平面镜成像的实验，研究力的合成

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。

题1.由于电压和电阻两者都有可能影响电流的大小，用实验研究它们的关系时，可以先保持电压不变，探究电流和电阻的关系；然后保持电阻不变，探究电流和电压的关系，最后总结得出了欧姆定律，这种研究方法叫“控制变量法”。在以下问题中：

①滑动摩擦力大小跟哪些物理量有关

②牛顿在伽利略等人的基础上得出牛顿第一定律

③电流产生的热量与哪些因数有关

④研究磁场时，引入磁感线

应用“控制变量法”进行研究的是（）

A．①和③ B．①和② C．②和④ D．③和④

分析：一个物理量可能要受到多个物理量因素的影响和制约，那么在讨论这个物理量与其中某个因素的关系时，需要先控制其它的另几个因素不变，来确定相关物理量之间的关系，这种方法即“控制变量法”。故选A。

【例】：研究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方向（大小）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。