物理研究方法

物理研究方法文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

一、理想模型法：为了便于想象和思考研究问题，把复杂的问题简单化，抛弃次要条件，抓住主要因素，对实际问题进行理想化处理，构建理想化的物理模型。1、为了研究光的传播引入了光线；2、为了研究磁现象引入了磁感线；

3、为了研究肉眼观察不到的原子结构引入原子核式结构模型；

4、为了研究液体压强引入液柱模型；

5、电路图是实物电路的模型；

6、匀速直线运动；

7、分析连通器原理使用的“液片”；

8、杠杆（由于受力的作用会引起或大或小的形变，在研究物理问题时可以忽略不计，即理想化的杠杆可以无形变）

9、理想电表；10、描述力的图示、示意图。

二、理想实验法（理想推理法，科学推理法，实验＋推理法）：以大量可靠的事实为基础，以真实的实验为原形，通过合理的逻辑推理得出结论，深刻揭示物理规律的本质，是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法。例：1、研究牛顿第一定律；2、研究真空不能传声；3、探究自然界中只存在两种电荷。

三、控制变量法：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。例如：1、探究浮力大小与哪些因素有关；2、探究摩擦力的大小与什么因素有关；3、探究压力的作用效果跟什么因素有关；4、研究物体的动能与质量和速度的关系；5、探究动能（或重力势能）的大小与什么因素有关；6、滑轮组的机械效率与哪些因素有关；7、研究液体的压强与液体的密度和深度的关系；8、研究弦乐器的音调与弦的松紧、长短和粗细的关系；9、研究决定电阻大小的因素；10、研究电流与电阻、电压的关系；11、研究电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系；12、研究感应

电流的方向跟什么因素有关；13、研究通电导体在磁场中的受力与什么因素；

14、研究电磁铁的磁性与线圈的匝数和电流大小的关系；15、研究影响电动机转动快慢的因素与哪些因素有关；16、研究影响蒸发快慢的因素；17、探究不同物质的吸热能力与物质种类、质量、温度的关系。

四、等效替代法：等效替代法是指在保证某一方面效果相同的前提下，用理想的、熟悉的、简单的物理对象、物理过程、物理现象来替代实际的、陌生的、复杂的物理对象、物理过程、物理现象的思想方法。简言之，等效的方法就是对一个较为复杂的问题，提出一个简单的方案或设想，而使它们的效果完全相同，从而将问题化难为易，求得解决。例：1、“曹冲称象”用石块等效替换大象；2、利用量筒测量不规则固体的体积；3、研究串联并联电路关系时引入总电阻（等效电阻）的概念；4、研究多开关复杂电路时，用简单的“等效电路”简化复杂电路；5、研究平面镜成像特点时，用镜后未点燃的蜡烛代替镜前点燃蜡烛的像； 6、研究各分力的作用效果时引入了“合力”的概念。

五、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易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。转换法中被转换的对象很多，可以是物理模型、研究对象和研究方法，也可以是某个图形，某个物理量，初中物理在研究概念、规律和实验中多处应用了这种方法。1．现象转换：通过观察压强计U型管内液柱的高度差判断液体内部有压强；通过马得堡半球实验证明大气压的存在；运动的物体能对外做功可证明它具有能；通过观察木块被运动的小球碰撞后移动距离的大小来比较动能的大小；通过观察木桩被落下的金属块撞击后陷入沙坑中的深浅来比较重力势能的大小；铅块实验可证明分子间存在着引力；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，可以通过墨水的扩散现象来认识分子的无规则运动；雾的出现可以证明空气中含有水蒸气；通过观察验电器上锡箔片的开合来判断物体是否带电；电流看不见、摸不到，判断电路中是否有电流时，我们可以根据通过电流产生的（热、磁、化学）效应来判断电流的存在；通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小；通过砝码被提升的高度判断电功的多少；通过煤油温度的变化来判断电流产生热量的多少；通过指南针指南北证明地磁场的存在；通过磁体会使小磁针发生偏转来判断磁场的存在；判断通过电磁铁吸引大头针的多少来比较电磁铁磁性的强弱等等；影子的形成可以证明光沿直线传播；月食现象可证明月亮不是光源；2．测量转换：在测不规则物体的体积时转换成测物体排开水的体积；在测量滑动摩擦力时转化成测拉力的大小；在测量大气压强时转化成测被大气压压起的水银柱的压强；测液体压强时，将液体的压强转换成我们能看到的液柱高度差的变化；测硬币的直径时转换成测刻度尺的长度；测曲线的长短时转换成细棉线的长度；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）、又如电阻、密度、压强等。

六、积累法：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，这样使测量的结果更接近真实的值就是采取的积累法。例：1、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；2、要测量出一张邮票的质量；3、测量出心跳一下的时间；4、测量出导线的直径。

七、放大法：在有些实验中，实验的现象我们是能看到的，但是不容易观察。我们就将产生的效果进行放大再进行研究。例：1、音叉的振动很不容易观察，所以我们利用小泡沫球将其现象放大；2、观察压力对玻璃瓶的作用效果时我们将玻璃瓶密闭，装水，插上一个小玻璃管，将玻璃瓶的形变引起的液面变化放大成小玻璃管液面的变化。

八、模拟法：模拟法是指在研究一些物理现象、原理时按照事物的样子进行模拟操作的实验研究方法。例：1、在学习家庭电路之后，学生对家庭电路的安装很感兴趣。如果让学生直接接触家庭电路。既不方便，又不安全，我们采用模拟法模仿(干电池模拟交流电源、小灯泡、电动机模型模拟家用电器等)家庭电路的安装；2、在研究物体浮与沉时，可以通过制作模拟潜水艇来演示一下实际效果，不仅提高学生学习兴趣，又能加深对浮与沉原理的理解。

九、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。观察法是人们为了认识事物的本质和规律有目的有计划的对自然发生条件下所显现的有关事物进行考察的一种方法，是人们收集获取记载和描述感性材料的常用方法之一，是最基本最直接的研究方法。简单的讲观察法就是看仔细地看。但它和一般的看不同，观察是人的眼睛在大脑的指导下进行有意识的组织的感知活动。因此，亦称科学观察。例：1、水的沸腾:在使用温度计前，应该先观察它的量程，认清它的刻度值。实验过程中要注意观察水沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程的两种情况，温度计在沸腾前和沸腾时的示数变化；2、在学习声音的产生时可让学生观察小纸片在扬声器中的运动状态，观察正在发声的音叉插入水中激起水花，观察蟋蟀知了鸣叫是的情况，就会发现发出声音的物体都在振动；3、着名的马德堡半