中学物理常见实验方法总结_初中物理实验方法总结
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中学物理中常用的研究方法
1.控制变量法
当多个因素同时作用,共同影响某一物理量时,就要分别独立地研究其中某一因素的影响,这时就要暂时保持其他因素不变,以便排除其他因素的干扰,更好地研究这一因素与研究量之间的关系,最后再通过综合分析得出规律。控制变量的研究方法在物理规律的探索中经常使用。在中考中常见实例如:研究影响力的作用效果的因素;研究滑动摩擦力与哪些因素有关;研究液体内部的压强;研究动能(或重力势能)与哪些因素有关等;研究琴弦发声的音调与弦粗细、松紧、长短的关系等;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、温度变化的关系等;研究影响电阻大小的因素;研究电流与电压、电阻的关系;研究影响感应电流方向的因素等。
实例:在研究导体的电阻跟哪些因素有关时,为了研究方便采用控制变量法。即每次须挑选两根合适的导线,测出它们的电阻,然后比较,最后得出结论。为了研究导体的电阻与导体长度的关系,应选用材料横截面相同的导线,为了研究导体的电阻与导体材料的关系,应选用长度和横截面相同的导线,为了研究导体的电阻与导体横截面的关系,应选用材料和长度相同的导线。`研究影响力的作用效果的因素;研究液体蒸发快慢的因素;研究液体内部压强;研究动能势能大小与哪些因素有关;研究琴弦发声的音调与弦粗细、松紧、长短的关系;研究物体吸收的热量与物质的种类质量温度的变化的关系;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受力与哪些因素有关;研究影响感应电流的方向的因素采用此法。
2.建立模型法
建立模型法是一种高度抽象的理想客体和形态。物理模型可使抽象的假说理论加以形象化,便于想象和思考研究问题。物理学的发展过程,可以说就是一个不断建立物理模型和用新的物理模型代替旧的或不完善的物理模型的过程。
在中考中常见实例如:研究肉眼观察不到的原子结构时建立原子核式结构模型;研究液体压强时用液柱模型;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;电路图是实物电路的模型等。
3.等效替代法
等效替代法是在保证效果相同的前提下,将陌生、复杂的问题变换成熟悉、简单的模型进行分析和研究的思维方法。
在中考中常见实例如:把不易分析的复杂电路简化为简单的等效电路;研究串、并联电路电阻的关系时引入总电阻(等效电阻)的概念;研究同一直线上二力的关系时引入合力等。
4.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。
在中考中常见实例如:物体发生形变或运动状态改变可证明此物体受到力的作用;马德堡半球实验可证明大气压的存在;指南针能指南北可证明地磁场的存在;扩散现象可证明分子做无规则运动。研究电流时通过电流的热效应和磁效应去研究;研究磁场时用放在磁场中的磁体会受到力的作用去研究;研究影响动能大小的因素时,物体动能的大小无法直接测量和比较,通过比较物体滚到斜面底端对其它物体做的功的多少,间接比较动能的大小;又如弹簧测力计、压强计、温度计电表等都是转换法的体现。
5.类比法
所谓类比就是通过对两个不同事物进行比较,找出它们的相似或相同点,然后以此为根据,把其中某一物理事物的相关知识迁移到另一物理事物中去,从而对另一物理事物的规律做出合理推理或解释。它也是提出科学假说,做出科学预言的重要途径,物理学发展史上的许多科学家说就是运用类比方法创立的。
在中考中常见实例如:电压与水压;电流与水流;内能与机械能;原子结构与太阳系;水波和电磁波等。
6.理想实验法
“理想实验”就是在真实的科学实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,对实际过程作出更深入一层的抽象分析。根据逻辑法则,经过推论,判断得出的理想条件下的物理规律。
在中考中常见实例如:研究真空是否传声;牛顿第一运动定律等。
7.归纳法
在大量经验材料的基础上,从具体事物中抽象出共同本质,从特殊实例概括出一般规律的推理方法。如:由拨动张紧的橡皮筋,声带振动发声,尺子振动发声,敲响音叉等实例中,总结物体发生时的共同特征得到:声是由物体的振动产生的。
另外还有如“分类法、比较和图表法”等。
8.观察法 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。
实例: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;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;除此之外还有光的反射规律;光的折射规律;凸透镜成像;滑动摩察力与哪些因素有关等。
9.比较法 比较法是确定研究对象之间的差异点和共同点的思维过程和方法,各种物理现象和过程都可以通过比较确定它们的差异点和共同点。比较是抽象与概括的前提,通过比较可以建立物理概念总结物理规律。利用比较又可以进行鉴别和测量。因此,比较法是物理现象研究中经常运用的最基本的方法。比较法有三种类型:1异中求同的比较。即比较两个或两个以上的对象而找出其相同点。2同中求异的比较。即指比较两个或两个以上的对象而找出其相异点。3同异综合比较。即比较两个或两个以上的对象的相同点相异点。
实例:象汽车轮船火车飞机它们的发动机各不相同但都是把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能装置。而汽油机和柴油机虽然都是内燃机但是从它们的构造、吸入的气体、点火方式、使用范围等方面都有不同。再如蒸发与沸腾的比较两者的相同点都是汽化过程。不同点从发生时液体的温度、发生所在的部位及现象都不同。还可以用比较法来研究质量与体积的关系;重力与质量的关系;重力与压力;电功与电功率等。