初中物理实验研究方法的小结

等效替代法的应用
请用刻度尺测出如图所示的矿泉水瓶的容 积。（底面积S已知）
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试一试、 试一试、练一练
2、实验室有一架不准的天平 和二盒准确的砝码, 和二盒准确的砝码,如何利用这些 仪器粗测某物体的质量。 仪器粗测某物体的质量。 分析:由于天平不准, 分析:由于天平不准,所以不能 用常规的测量方法测量，用等效替 用常规的测量方法测量， 换法，可以很容易地测出来。 换法，可以很容易地测出来。
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物理实验研究方法的小结
专题复习
指导老师： 指导老师：肖永琴 授课老师： 授课老师：俞勇锋
一、控制变量法： 控制变量法：
把一个多因素影响某一物理量 的问题，通过控制其几个因素 的问题，通过控制其几个因素 不变，只让其中一个因素改变， 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。 某一物理量的问题的研究方法。
六、其他研究方法 • 累积法：测金属丝的直径，将 累积法：测金属丝的直径， 它密绕在铅笔上， 它密绕在铅笔上，测一定匝数 的长度， 的长度，再除以匝数 • 比较法：比较蒸发和沸腾的异 比较法： 同点； 同点；比较汽油机和柴油机的 异同点； 电动机和热机； 异同点； 电动机和热机；电压 表和电流表的使用。 表和电流表的使用。 • ......
△ W电 Q放 Q吸 cm△t
各个分力的共同作用效 【典例1】研究各个分力的共同作用效 典例 】研究各个分力 果时，引入了“合力”的概念； 果时，引入了“合力”的概念； 【典例2】 探究平面镜成像规律时， 典例 】 探究平面镜成像规律时， 要想研究玻璃板成像大小的特点和设 法确定像的位置， 法确定像的位置，实验时具体的做法 是 拿一只相同蜡烛在玻璃板后 面移动， 面移动，直到跟像完全重合 __________________________。 。
实例二： 声音传播条件” 实例二：“声音传播条件”的真空铃实 验
六、其他研究方法
•观察法 观察法 •比较法 比较法 •累积法 累积法 •类比法 类比法 •图像法 图像法 •…… ……
将学案所列的初中教材中的实验实例 进行大归类，全班分成四大讨论组。 进行大归类，全班分成四大讨论组。 第一组： 第一组：控制变量法 第二组： 第二组：转换法 第三组： 第三组：建立理想模型法 第四组：等效替代法和理想实验推理 第四组：
教材中实例实例:
1.研究电流的大小时， 1.研究电流的大小时，根据电流产生的效应大小来 研究电流的大小时 判断电流的大小 2.磁场虽然看不见 摸不着， 磁场虽然看不见、 2.磁场虽然看不见、摸不着，但可以通过对小磁针 的作用证明其存在。 的作用证明其存在。 3.力是看不见的 力是看不见的， 3.力是看不见的，但是我们可以通过力的作用效果 去认识它 4.物体发生形变或运动状态改变可证明此物受到力 4.物体发生形变或运动状态改变可证明此物受到力 的作用； 的作用； 5.温度的高低是看不见的 温度的高低是看不见的， 5.温度的高低是看不见的，我们可以通过液体体积 的变化去认识它 6.苹果落地可证明重力存在 苹果落地可证明重力存在； 6.苹果落地可证明重力存在； 7.马得堡半球实验可证明大气压的存在 马得堡半球实验可证明大气压的存在； 7.马得堡半球实验可证明大气压的存在； 8.雾的出现可证明空气中含有水蒸气 雾的出现可证明空气中含有水蒸气； 8.雾的出现可证明空气中含有水蒸气；
布置作业： 完成针对练习 一张
六、其他研究方法 • 观察法：观察水的沸腾、晶体熔 观察法：观察水的沸腾、 化和凝固的实验等 • 类比法：用水流类比电流，用水 类比法：用水流类比电流， 压类比电压等 • 图像法：路程时间图像求速度； 图像法：路程时间图像求速度； 电压、电流图像中可以求出电阻， 电压、电流图像中可以求出电阻， 并可比较电阻的大小。 并可比较电阻的大小。
16.研究影响电阻大小的因素； 研究影响电阻大小的因素； 研究影响电阻大小的因素 17.研究电流与电压、电阻的关系； 研究电流与电压、 研究电流与电压 电阻的关系； 18.研究电功与哪些因素有关； 研究电功与哪些因素有关； 研究电功与哪些因素有关 19.探究电流热效应与哪些因素有关； 探究电流热效应与哪些因素有关； 探究电流热效应与哪些因素有关 20.探究通电螺线管的极性与哪些因素有关； 探究通电螺线管的极性与哪些因素有关； 探究通电螺线管的极性与哪些因素有关 21.探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关； 探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关； 探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关 22.研究通电导体在磁场中的受力方向（大小） 研究通电导体在磁场中的受力方向（ 研究通电导体在磁场中的受力方向 大小） 与哪些因素有关等等。 与哪些因素有关等等。
这两个典例都采用了_______的科学方法。 这两个典例都采用了等效替代的科学方法。 的科学方法
三、等效替代法： 等效替代法： •等效法是指不同的物理现 等效法是指不同的物理现 模型、过程等在物理 象、模型、过程等在物理 意义、 意义、作用效果或物理规 方面是相同 相同的 律方面是相同的。它们之 间可以相互替代， 间可以相互替代，而保证 结论不变。 结论不变。
注意前提“其它因素一定” 注意前提“其它因素一定”
练一练： 练一练：探究两只不同品牌的运动 鞋底面的粗糙程度； 鞋底面的粗糙程度； 某同学的方案： 某同学的方案：分别将两只运动鞋放在 相同的水平桌面上， 相同的水平桌面上，用弹簧测力计水平 匀速拉动运动鞋， 匀速拉动运动鞋，再分别记下相应的测 力计的示数，最后进行比较得出结论。 力计的示数，最后进行比较得出结论。 请问该方案可行吗？并说出理由。 请问该方案可行吗？并说出理由。 不可行， 不可行，因为实验中没有控制两只运 动鞋对桌面的压力相同。 动鞋对桌面的压力相同。
转换法和等效替代法的区别
• 转换法: 电流大小 ---- 灯泡亮度 转换法 磁场 ---- 小磁针偏转 • 等效替代法 分力 ---- 合力 等效替代法: 小石块体积 ---- 排开水的体积 • 小结： “等效替代法” 中相互替代的两 小结： 等效替代法” 个量种类、性质相同，大小相等， 个量种类、性质相同，大小相等，而“转 换法”中的两个物理量有因果关系,并且性 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。 质往往发生了改变。
现象转换： 现象转换：
不易观察的现象 鼓面的振动 分子的热运动 红墨水的扩散现象 光的传播路径 光在烟雾中的传播路径 磁场的存在 小磁针的偏转 易观察的现象 纸屑的跳动
测量转换： 测量转换：
f f =F
拉
F
拉
用弹簧测力计水平拉着木块匀速 水平拉着木块 用弹簧测力计水平拉着木块匀速 滑动时 滑动摩擦力的大小转换 滑动时，滑动摩擦力的大小转换 成了弹簧测力计的示数。 成了弹簧测力计的示数。
电路图
f
力的示意图
F
拉
实例一： 牛顿第一定律” 实例一：“牛顿第一定律”的斜面实验
光滑 滑行的 摩擦力 速度的 程度 距离 大小 变化
实 验 基 础
1 毛巾 较近 表面 2 木板 较远 表面 3 远 表面 4 光滑 表面 远 力
较大 较小 小
较快 较慢 慢
推 理
变速
五、实验推理法 •推理法：是在观察实验 推理法：是在观察实验 推理法 的基础上， 的基础上，忽略次要因 进行合理的推理 合理的推理， 素，进行合理的推理， 得出结论， 得出结论，达到认识事 物本质的目的。 物本质的目的。
二、转换法： 转换法：
对于一些看不见、摸不着的 对于一些看不见、 看不见 现象或不易直接测量的物理 现象或不易直接测量的物理 通源自文库用一些非常直观 非常直观的 量，通常用一些非常直观的 现象去认识，或用易测量 易测量的 现象去认识，或用易测量的 物理量间接测量， 物理量间接测量，这种研究 问题的方法叫转换法。 问题的方法叫转换法。
光线
光路图
磁感线
四、建立理想模型法： 建立理想模型法：
对复杂事物进行研究时， 对复杂事物进行研究时，常需 要对它们进行必要的简化， 要对它们进行必要的简化，忽 略次要因素，以突出主要矛盾。 略次要因素，以突出主要矛盾。 用这种理想化的方法将实际中 的事物进行简化， 的事物进行简化，便可得到一 系列的物理模型 物理模型。 系列的物理模型。
练一练：如图甲所示，其中Rx为待测电 练一练：如图甲所示，其中Rx为待测电 Rx 为单刀双掷开关， 阻，R为电阻箱 ，S为单刀双掷开关，RO 为定值电阻。 为定值电阻。
主要步骤： 主要步骤： 根据电路图连接实物， A.根据电路图连接实物，将电阻箱的阻 值调至最大; 值调至最大; 开关S B.开关S接a点，读出电流表的示数为I; 开关S 调节电阻箱， C.开关S接b点，调节电阻箱，使电流表 的示数为I; 读出电阻箱的示数R D.读出电阻箱的示数R。 步骤A (1)步骤A中电阻箱调节好后示数如图乙 47 所示为___Ω 则待测电阻为____Ω ___Ω； ____Ω。 所示为___Ω；则待测电阻为____Ω。 47 等效替代法 本实验研究方法是___________ ___________。 (2)本实验研究方法是___________。
（二）、如何来设计实验？ ）、如何来设计实验？ 如何来设计实验
1、控制：其它因素不变； 、控制：其它因素不变； 2、改变：所要研究的因素； 、改变：所要研究的因素； 3、观察：改变的因素对所研究的物理 、观察： 量的影响。 量的影响。
（三）、如何进行结论的描述？ ）、如何进行结论的描述？ 如何进行结论的描述
练一练：声音是否具有能量
探究内容 小孔距烛焰 的距离 具体操作 观察内容 “声音是否具有能量” 声音是否具有能量” 3cm
拍动塑料膜
烛焰是否摆动
练一练: 练一练
探究电功与什么因素有关的实验 如何比较电流做功的多少?用 中,如何比较电流做功的多少 用 如何比较电流做功的多少 到了什么方法? 到了什么方法 不计热量损失
教材中实例:
1.用钢尺探究音调、响度和什么因素有关； 1.用钢尺探究音调、响度和什么因素有关； 用钢尺探究音调 2.研究琴弦发声的音调与弦粗细 松紧、 研究琴弦发声的音调与弦粗细、 2.研究琴弦发声的音调与弦粗细、松紧、长 短的关系； 短的关系； 3.研究影响液体蒸发快慢的因素； 3.研究影响液体蒸发快慢的因素； 研究影响液体蒸发快慢的因素 4.研究如何比较物体运动快慢 4.研究如何比较物体运动快慢 5.研究影响力的作用效果的因素 研究影响力的作用效果的因素； 5.研究影响力的作用效果的因素； 6.研究滑动摩擦力与哪些因素有关 研究滑动摩擦力与哪些因素有关； 6.研究滑动摩擦力与哪些因素有关； 7.探究压力作用效果与哪些因素有关 探究压力作用效果与哪些因素有关； 7.探究压力作用效果与哪些因素有关； 8.研究液体内部的压强与那些因素有关； 8.研究液体内部的压强与那些因素有关； 研究液体内部的压强与那些因素有关
探
典
究
例
滑 动 摩 擦 力 与 压 力 大 小 的 关 系 结论：接触面粗糙程度相同时， 结论：接触面粗糙程度相同时，压力 越大，滑动摩擦力越大。 越大，滑动摩擦力越大。
实 验
（一）、什么时候用“控制变量法”？ ）、什么时候用“控制变量法” 什么时候用
当研究的物理量可能与几个因素有 而单独研究与其中一个因素时。 关，而单独研究与其中一个因素时。
教材中实例:
1.研究各分力的作用效果时引入了“合力” 1.研究各分力的作用效果时引入了“合力”的 研究各分力的作用效果时引入了 概念； 概念； 2.研究多开关复杂电路时 研究多开关复杂电路时， 2.研究多开关复杂电路时，把复杂电路简化为 简单的“等效电路” 简单的“等效电路”； 3.研究串并联电路的电阻关系时引入 研究串并联电路的电阻关系时引入“ 3.研究串并联电路的电阻关系时引入“等效电 的概念（串联： 并联： 阻”的概念（串联：R总=R1+R2+…+Rn，并联： R总=R1·R2/R1+R2）； 4.用排开水的体积代替小石块的体积 用排开水的体积代替小石块的体积； 4.用排开水的体积代替小石块的体积； 5.在 曹冲称象”中用石块代替大象，等等。 5.在“曹冲称象”中用石块代替大象，等等。
9.探究浮力大小与哪些因素有关； 探究浮力大小与哪些因素有关； 探究浮力大小与哪些因素有关 10.探究滑轮组的机械效率与哪些因素 探究滑轮组的机械效率与哪些因素 有关； 有关； 11.研究动能大小与哪些因素有关； 研究动能大小与哪些因素有关 12.研究重力势能大小与哪些因素有关； 研究重力势能大小与哪些因素有关； 研究重力势能大小与哪些因素有关 13.研究影响感应电流的方向（大小）因素 研究影响感应电流的方向（大小）因素; 14.研究物体吸热与哪些因素有关； 研究物体吸热与哪些因素有关； 研究物体吸热与哪些因素有关 15.探究燃料燃烧放出的热量与哪些因素 探究燃料燃烧放出的热量与哪些因素 有关； 有关；