科学探究方法专题控制变量法、等效替代法、转换法、推理法、模型法、比较法、类比法、图像法等,就是初中科学常用得研究方法。
一、控制变量法【知识回放】所谓控制变量法,就就是在研究与解决问题得过成中,对影响事物变化规律得因素与条件加以人为控制,只改变某个变量得大小,而保证其它得变量不变,最终解决所研究得问题、这种方法在实验数据得表格上得反映为:某两次实验只有一个条件不相同,若两次实验结果不同,则与该条件有关,否则无关。
反过来,若要研究得问题就是物理量与某一因素就是否有关,则应只使该因素不同,而其她因素均应相同。
控制变量法就是中学物理中最常用得方法,也就是中考出题最多得方法。
在初中课本中,应用这种方法得有:1、蒸发得快慢与哪些因素有关2、滑动摩擦力得大小与哪些因素有关3、液体压强得大小与哪些引速又关、4、浮力得大小与哪些因素有关5、压力得作用效果与哪些因素有关6、滑轮组得机械效率与哪些因素有关7、动能得大小与哪些因素有关8、重力势能得大小与哪些因素有关9、导体得电阻与哪些因素有关10、探究电流与电压得关系11、探究电流与电阻得关系12、探究电流做功得多少与哪些因素有关13、探究电流得热效应与哪些因素有关14、探究电磁铁得磁性强弱与哪些因素有关【典例探究1】小兰在观察提琴、吉她、二胡等弦乐器得弦振动时,猜测:即使在弦张紧程度相同得条件下,发声得音调还可能与弦得粗细、长短及弦得材料有关,于就是想通过实验来探究一下自己得猜想就是否正确,上表就是她在实验时控制得琴弦条件。
(1)如果小兰想探究弦发声得音调与弦得材料得关系,您认为她应该选用编号为得琴弦(只填字母代号)。
(2)探究过程通常采用下列一些步骤:A实验研究B分析归纳C提出问题(或猜想) D得出结论等,您认为小兰要完成本探究得全过程,所采用得合理顺序应该就是: 。
(只填写数字代号)(3)在上述探究过程中,总要控制某些因素,使它们保持不变,进而寻找出另外一些因素得关系,这种研究方法叫做“控制变量法”。
请您再写出一个初中物理中用到这种方法得实验名称: 。
【典例探究2】为了研究物质得某种特性,某小组得同学先做了如下实验:她们在甲、乙两只完全相同得烧杯中分别放入100克与200克得温水,实验时,让它们自然冷却,并利用温度计与计时器测量水得温度随时间得变化情况。
记录数据分别如表1、表2所示。
(设甲、乙两杯水每分钟放出得热量相等)表1 m1=100克时间/min 0 2 4 6 8 10 12 14 16温度/℃36 35 34 33 32 31 30 30 30降低温度/℃0 1 2 3 4 5 6 6 62时间/min 0 2 4 12 14 20 24 28 32 36温度/℃36 35 34 33 32 31 30 29 28 28降低温度/℃0 1 2 3 4 5 6 7 8 8两杯水所处环境得温度就是得。
) (2)分析比较表1(或表2)中第一行与第三行得数据及相关条件,可得出得初步结论就是: ,放出得热量与降低得温度成正比。
(3)分析表1与表2中得第三列、第四列、第五列等数据及相关条件,可得出得初步结论就是: 。
(4)进一步综合分析比较表4与表5中得数据及相关条件,还可得出得初步结论就是: 。
【名师精析】控制变量法就是中考出题最多得方法,因此学生要注意有关控制变量法得实验、本题考查比热得概念与控制变量法,通过设计一个实验情境,培养处理信息、分析数据、归纳总结得能力。
本题可以从热量得计算公式Q=cm△t对实验数据进行分析,当比热容c一定,当m一定时,Q与△t成正比;△t一定时,Q与m成正比;c=Q/m△t为一定值。
【典例探究3】、学习欧姆定律时,为了研究电流与电压与电阻得关系,实验中先保持电阻一定,研究电流与电压得关系;再保持电压一定,研究电流与电阻得关系、这种方法就就是控制变量法、下面研究过程中应用这种方法得就是( )A、通过电流做功得多少来判断电能得多少B、引入合力得概念C、研究磁场引入磁感线D、研究电流产生热量得多少与电流得关系,先保持电阻与时间一定二、等效替代法【知识回放】用相等或容易测得得量代替不便直接求出得物理量,这种方法就就是等效替代法等效替代法就是常用得科学思维方法。
等效就是指不同得物理现象、模型、过程等在物理意义、作用效果或物理规律方面就是相同得。
它们之间可以相互替代,而保证结论不变。
等效得方法就是指面对一个较为复杂得问题,提出一个简单得方案或设想,而使它们得效果完全相同,从而将问题化难为易,求得解决。
例如我们学过得等效电路、等效电阻、分力与合力等效……在初中课本中,应用这种方法得有:1、在研究串并联电路得总电阻时,也用到了这种方法、2、在平面镜成像得实验中,我们利用两个完全相同得蜡烛,验证物与像得大小相同,因为我们无法真正得测量物与像得关系,所以我们利用了一个完全相同得另一根蜡烛来等效替代物体得大小、【典例探究】探究物理规律与解决实际问题常运用到许多重要得物理思想与方法.下列过程中运用了“等效替代”方法得就是( )A.测量一张白纸得厚度B、研究电流与电压、电阻得关系C、曹冲称象D、牛顿总结出惯性定律三、转换法【知识回放】物理学中对于一些瞧不见、摸不着得现象或不易直接测量得物理量,通过用一些非常直观得现象去认识,或用易测量得物理量间接测量,一些比较抽象得瞧不见,摸不着得物质得微观现象,要研究它们得运动规律,使之转化为学生熟知得瞧得见,摸得着得宏观现象来认识它们,这种研究问题得方法叫做转换法。
初中物理在研究概念、规律与实验中多处应用了这种方法。
在初中课本中,应用这种方法得有:1、测不规则小石块得体积我们转换成测排开水得体积、2、我们测曲线得长短时转换成细棉线得长度、3、在测量滑动摩擦力时转换成测拉力得大小、4、我们在研究电功与什么因素有关得时候,将电功转换成砝码上升得高度、5、在研究电热与电流\电阻得因素时,我们将电热得多少转换成液柱上升得高度、6、研究物体内能与温度得关系(我们无法直接感知内能得变化,只能转换成测出温度得改变来说明内能得变化)、7、密度\功率\电阻\压强(大气压强)等物理量都就是利用转换法测得得、8、在我们回答动能与什么因素有关时,我们将动能转化为小木块在平面上被推动得距离,距离越远则动能越大、【典例探究1】爱因斯坦说过:“磁场在物理学家瞧来正如她坐得椅子一样实在。
”磁场虽然瞧不见、摸不着,但可以通过对小磁针得作用证明其存在。
在物理学中还有其她一些现象也就是这样,如用__________可证明________得存在。
【点拨】=大家可以从力、热、光、电、磁、分子原子、能量等方面进行思考。
【典例探究2】分子运动肉眼瞧不见、摸不着,不便于研究,但我们可以通过研究墨水得扩散现象来认识它,这种方法在科学上叫“转换法”,下面四个实例也采用“转换法”得就是( )A、利用光线来研究光得直线传播现象B、判断电路中就是否有电流时,我们可通过电路中得灯泡就是否发光去确定C、研究电流与电压、电阻关系时,先保持电阻不变去研究电流与电压互感器得关系;然后再保持电压不变去研究电流与电阻得关系D、研究电流时,将它比做水流四、理想模型法【知识回放】实际现象与过程一般都十分复杂,涉及到众多因素,采用模型方法可起到简化与纯化得作用、忽略次要因素,从复杂事物中抽象出理想模型,合理近似得反应所研究事物得本质特征,这种研究问题得方法叫理想模型法、在初中课本中,应用这种方法得有1.光线(光线就是瞧不见得,我们使用一条瞧得见得实线来表示,就将问题简化利用了理想化模型)2.磁感线(为了研究磁场,我们引入一条线将研究得问题简化,其实这条线并不存在)、3.研究肉眼观察不到得原子结构时,建立原子核式结构模型。
4.电路图就是实物电路得模型。
5.力得示意图或力得图示就是实际物体与作用力得模型。
6.研究连通器原理时用到液片模型。
7.实验室常用手摇交流发电机及挂图来研究交流发电机得原理与工作过程(柴油机、汽油机模型等)。
【典例探究】芜湖长江大桥,这座目前我国科技含量最高得特大型公、铁两用斜拉索桥梁得建成,使得芜湖这座古老得城市又焕发出强烈得时代气息。
大桥得建设,用到了很多物理学得知识与研究方法。
（1）在铁路桥引桥靠近居民住宅区一侧,建有高3米左右得板墙(如图所示),其作用就是____________________。
(2)汽车过桥时,每隔一段距离会有明显颠簸,这就是大桥桥面上得缝隙所致。
这些缝隙就是( )A.一种交通标志,用于确认距离,避免发生追尾事故B.来往车辆过多,造成路面损毁C.避免司机开车由于过分平稳而瞌睡D.伸缩缝,用于允许路面得膨胀与收缩(3)将大桥得结构进行简化,取其部分可抽象成如图丁所示得模型。
①可以瞧出它用到了得相关知识。
其中O就是__________,___ _ __代表桥重与过往车辆等产生得对桥得作用力。
②为了减小钢索承受得拉力,在需要与可能得前提下,可以适当增加塔桥得高度。
请分析原因。
③假如让您来设计新得斜拉索式大桥,您还能提出什么方法可以减轻钢索承受拉力？(说出一种方法即可)④您知道吗？在上述得研究中,我们用到了物理学中很重要得一种研究方法:建立模型。
建立模型可以帮助人们透过现象,忽略次要因素,从本质认识与处理问题;建立模型还可以帮助人们显示复杂事物及过程,帮助人们研究不易甚至无法直接观察得现象。
想想瞧,在初中物理学习中,您在研究哪些问题时也用到了这种研究方法？请举一例具体说明。
(本题实例除外)【典例探究2】以下就是物理学习中得几个研究实例:(1)在研究磁场时,引入磁感线;(2)在研究物体受几个力时,引人合力;(3)在研究电流时,将它比作水流;(4)在研究光时,引入光线。
前面几个实例中,采用“建立理想模型法”得就是( )A、(l)(3)B、(2)(3)C、(1)(4)D、(3)(4)五.科学推理法【知识回放】推理法就是根据已知物理现象与规律,通过想象与推理对未知得现象做出科学得推理与预见、推理法就是在观察实验得基础上,忽略次要因素,进行合理得推理,得出结论,达到认识事物本质得目得。
理想实验就是研究物理规律得一种重要得思想方法,它以大量得可靠得事实为基础,以真实得实验为原形,通过合I/A 0、0、0、0、0、U/0、1、1、2、2、3、0 A B 理得推理得出物理规律、【典例探究】人们常用推理得方法研究物理问题。
在研究物体运动状态与力得关系时,伽利略通过如图1(甲)所示得实验与对实验结果得推理得到如下结论:运动着得物体,如果不受外力作用,它得速度将保持不变,并且一直运动下去。
推理得方法同样可以用在“研究声音得传播”实验中。
如图1(乙)所示得实验中,现有得抽气设备总就是很难将玻璃罩内抽成真空状态,在这种情况下,您就是怎样通过实验现象推理得出“声音不能在真空中传播”这一结论得？假如在伽利略著名得理想实验中,实验设想得步骤有:① 减小第二个斜面得倾角,小球在该斜面上仍然要达到原来得高度、② 要两个对接得斜面,让静止得小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面、③ 继续减小第二个斜面得倾角,最后使它成水平面,小球将沿水平面作持续得匀速运动、④ 如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时得高度、(1)请将上述设想步骤按照正确得顺序排列 (只要填写序号)(2)在上述设想步骤中,有得属于可靠事实,有得则就是理想化得推论、下面关于这些事实与推论得分类正确得就是( )A ①就是事实,②③④就是推论、B ②就是事实, ①③④就是推论C ③就是事实, ①②④就是推论D ④就是事实, ①②③就是推论六、类比法【知识回放】类比法就是指将两个相似得事物做对比,从已知对象具有得某种性质推出未知对象具有相应性质得方法、类比法在物理中有广泛得应用。