1、控制變量法:就是把一個多因素影響某一物理量的問題,通過控制某幾個因素不變,只讓其中一個因素改變,從而轉化為單一因素影響某一物理量問題的研究方法。
2、轉換法(放大法):對于一些看不見,摸不著的物理現(xiàn)象,或不易直接測量的物理量,用一些非常直觀的現(xiàn)象去認識或用容易測量的物理量間接測量的方法。
3、等效替代法(等效法):在研究物理問題時,有時為了使問題簡化,常用一個物理量來代替其他所有物理量,但不會改變物理效果。
4、理想模型法(抽象法、描述法):把復雜問題簡單化,將抽象的物理現(xiàn)象用簡單易懂的具體模型表示。
5、實驗推理法(科學推理法、理想實驗法):有一些物理現(xiàn)象,由于受實驗條件所限,無法直接驗證,需要我們先進行實驗,再進行合理推理得出正確結論,這也是一種常用的科學方法。
擴展資料
物理學中對于多因素(多變量)的問題,常常采用控制因素(變量)的方法,把多因素的問題變成多個單因素的問題。每一次只改變其中的某一個因素,而控制其余幾個因素不變,從而研究被改變的這個因素對事物的影響,分別加以研究,最后再綜合解決。
它是科學探究中的重要思想方法,廣泛地運用在各種科學探索和科學實驗研究之中。
1、獨立變量,即一個量改變不會引起除因變量以外的其他量的改變。只有將某物理量由獨立變量來表達,由它給出的函數(shù)關系才是正確的。
2、非獨立變量,一個量改變會引起除因變量以外的其他量改變。把非獨立變量看做是獨立變量,是確定物理量間關系的一大忌。
正確確定物理表達式中的物理量是常量還是變量,是獨立變量還是非獨立變量,不但是正確解答有關問題的前提和保障,而且還可以簡化解答過程。
參考資料來源:搜狗百科-控制變量法
參考資料來源:搜狗百科-轉換法
參考資料來源:搜狗百科-等效替代法
參考資料來源:搜狗百科-理想模型法
參考資料來源:搜狗百科-理想實驗法
1 控制變量法:這個應該是最常見的實驗方法。
例如,在“探究壓強與哪些因素有關”、“探究電流與電阻的關系”、“研究弦樂器的音調與弦的松緊、長短和粗細的關系”等實驗中都用到了該實驗方法。
2 類比法:例如,在學習電流時,為了更好地理解,與生活中熟悉的水流作類比。
實驗+推理法:有些理論只有在理想空間里才能通過實驗得出,此時,我們可以在現(xiàn)實條件實驗的基礎上推導出來這些理論。
例如,在初二我們學過牛頓第一定律:一切物體在沒有受到力的作用時,總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。我們知道,物體在運動過程中必定會受到阻力作用,但是我們通過多次實驗,可以推出這一結論。
3 描述法:例如,在生活中是不存在光線的,我們?yōu)榱烁玫貙W習光,才引進了“光線”這一詞。
4 轉換法:例如,我們在學習“聲音是振動產(chǎn)生的”這一知識時,我們把音叉的微小振動轉換為乒乓球的擺動。使實驗現(xiàn)象更為明顯。
5 模型法:我們在學習原子結構時,為了更好地認識原子的內部結構,用太陽系模型代表原子結構。
擴展資料:
物理實驗是初高中階段物理課程中包含的相關實驗,包括電學實驗、力學實驗、熱學實驗、光學實驗等等,常用于驗證物理學科的定理定律。
實驗物理是相對于理論物理而言,理論物理是從理論上探索自然界未知的物質結構、相互作用和物質運動的基本規(guī)律的學科。
理論物理的研究領域涉及粒子物理與原子核物理、統(tǒng)計物理、凝聚態(tài)物理、宇宙學等,幾乎包括物理學所有分支的基本理論問題。而實驗物理主要是從實驗上來探索物質世界和自然規(guī)律。
實驗室使用守則
1、為保護實驗儀器和保持環(huán)境衛(wèi)生,學生必須脫鞋進入實驗室。
2、實驗室是全校師生進行實驗教學和科研活動的場所,學生進入實驗室后要保持肅靜,遵守紀律。
3、做實驗前,認真聽教師講解實驗目的、步驟、儀器的性能操作、方法和注意事項,認真檢查所需儀器設備是否完好齊全,如有缺損要及時向教師報告。
4、實驗時要遵守操作規(guī)程,按照實驗步驟認真操作。
5、實驗時要注意安全,防止意外發(fā)生。
6、愛護實驗室儀器設備。
7、實驗完畢要認真清理儀器設備,關閉水源電源。
性質
1.真理性:物理學的理論和實驗揭示了自然界的奧秘,反映出物質運動的客觀規(guī)律。
2.和諧統(tǒng)一性:神秘的太空中天體的運動,在開普勒三定律的描繪下,顯出多么的和諧有序。物理學上的幾次大統(tǒng)一,也顯示出美的感覺。牛頓用三大定律和萬有引力定律把天上和地上所有宏觀物體統(tǒng)一了。
麥克斯韋電磁理論的建立,又使電和磁實現(xiàn)了統(tǒng)一。愛因斯坦質能方程又把質量和能量建立了統(tǒng)一。光的波粒二象性理論把粒子性、波動性實現(xiàn)了統(tǒng)一。愛因斯坦的相對論又把時間、空間統(tǒng)一了。
3.簡潔性:物理規(guī)律的數(shù)學語言,體現(xiàn)了物理的簡潔明快性。如:牛頓第二定律,愛因斯坦的質能方程,法拉第電磁感應定律。
4.對稱性:對稱一般指物體形狀的對稱性,深層次的對稱表現(xiàn)為事物發(fā)展變化或客觀規(guī)律的對稱性。如:物理學中各種晶體的空間點陣結構具有高度的對稱性。豎直上拋運動、簡諧運動、波動鏡像對稱、磁電對稱、作用力與反作用力對稱、正粒子和反粒子、正物質和反物質、正電和負電等。
5.預測性:正確的物理理論,不僅能解釋當時已發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象,更能預測當時無法探測到的物理現(xiàn)象。例如麥克斯韋電磁理論預測電磁波存在,盧瑟福預言中子的存在,菲涅爾的衍射理論預言圓盤衍射中央有泊松亮斑,狄拉克預言電子的存在。
6.精巧性:物理實驗具有精巧性,設計方法的巧妙,使得物理現(xiàn)象更加明顯。
參考資料:搜狗百科——物理實驗
物理方法既是科學家研究問題的方法,也是學生在學習物理中常用的方法,新課標也要求學生掌握一些探究問題的物理方法。
常見的物理方法
模型法 即將抽象的物理現(xiàn)象用簡單易懂的具體模型表示。如用太陽系模型代表原子結構,用簡單的線條代表杠桿等。
疊加法 物理學中常常把微小的、不易測量的同一物理量疊加起來,測量后求平均值的方法俗稱“疊加法”如用厘米刻度尺一張紙的厚度、銅絲的直徑等。
控制變量法 自然界發(fā)生的各種現(xiàn)象,往往是錯綜復雜的。決定某一個現(xiàn)象的產(chǎn)生和變化的因素常常也很多。為了弄清事物變化的原因和規(guī)律,必須設法把其中的一個或幾個因素用人為的方法控制起來,使它保持不變,然后來比較,研究其他兩個變量之間的關系,這種研究問題的科學方法就是“控制變量法”。初中物理實驗大多都用到了這種方法,如通過導體的電流I受到導體電阻R和它兩端電壓U的影響,在研究電流I與電阻R的關系時,需要保持電壓U不變;在研究電流I與電壓U的關系時,需要保持電阻R不變。
實驗+推理法 有一些物理現(xiàn)象,由于受實驗條件所限,無法直接驗證,需要我們先進行實驗,再進行合理推理得出正確結論,這也是一種常用的科學方法。如將一只鬧鐘放在密封的玻璃罩內,當罩內空氣被抽走時,鐘聲變小,由此推理出:真空不能傳聲;再如牛頓第一定律推導
轉換法 一些看不見,摸不著的物理現(xiàn)象,不好直接認識它,我們常根據(jù)它們表現(xiàn)出來的看的見、摸的著的現(xiàn)象來間接認識它們。如根據(jù)電流的熱效應來認識電流大小,根據(jù)磁場對磁體有力的作用來認識磁場等。
等效法 在研究物理問題時,有時為了使問題簡化,常用一個物理量來代替其他所有物理量,但不會改變物理效果。如用合力替代各個分力,用總電阻替代各部分電阻,浮力替代液體對物體的各個壓力等。
描述法 為了研究問題的方便,我們常用線條等手段來描述各種看不見的現(xiàn)象。如用光線來描述光,用磁感線來描述磁場,用力的圖示描述力等。
類比法 在認識一些物理概念時,我們常將它與生活中熟悉且有共同特點的現(xiàn)象進行類比,以幫助我們理解它。如認識電流大小時,用水流進行類比。認識電壓時,用水壓進行類比。
中考物理實驗探究題方法類試題研究《初中物理考試命題導向研究》課題組物理方法既是科學家研究問題的方法,也是學生在學習物理中常用的方法,新課標也要求學生掌握一些探究問題的物理方法。
初中階段有哪些物理方法需要學生熟悉?在中考的實驗探究題將以何種形式考查這些科學方法呢? 一、常見的物理研究方法模型法:即將抽象的物理現(xiàn)象用簡單易懂的具體模型表示。如用太陽系模型代表原子結構,用簡單的線條代表杠桿等。
疊加放大法:物理學中常常把微小的、不易測量的同一物理量疊加放大,如用鏡面反射激光方法,來將音叉微小振動的幅度放大等。控制變量法:自然界發(fā)生的各種現(xiàn)象,往往是錯綜復雜的。
決定某一個現(xiàn)象的產(chǎn)生和變化的因素常常也很多。為了弄清事物變化的原因和規(guī)律,必須設法把其中的一個或幾個因素用人為的方法控制起來,使它保持不變,然后來比較,研究其他變量之間的關系,這種研究問題的科學方法就是“控制變量法”。
初中物理實驗大多都用到了這種方法,如通過導體的電流I受到導體電阻R和它兩端電壓U的影響,在研究電流I與電阻R的關系時,需要保持電壓U不變;在研究電流I與電壓U的關系時,需要保持電阻R不變。例題:(2007年深圳)小斌同學在做“探究斜面長度是否影響斜面的機械效率”的實驗時,他用彈簧秤拉同一木塊,沿高度相同、長度不同的斜面,從斜面底端勻速拉至斜面頂端,下表是他記錄的實驗數(shù)據(jù)。
請你計算出下列表格中“①”、“②”的機械效率(結果保留三個有效數(shù)字)。并將結果入答題卡中指定答題區(qū)域內。
分析上表數(shù)據(jù),你得到的結論是:將同一重物沿粗糙程度相同的斜面移動相同的高度,斜面長度越 ③ 時,機械效率越 ④ 。(2007年莆田)探究杠桿平衡的條件(1)請將下列步驟填完整:a、調節(jié)杠桿兩端的螺母,使杠桿在____位置平衡;b、改變動力或動力臂的大?。籧、調節(jié)_________________________的大小,使杠桿重新平衡(2)實驗獲得的數(shù)據(jù)如下表:實驗次數(shù) 動力/N 動力臂/cm 阻力/N 阻力臂/cm1 4 5 2 102 1.5 10 3 53 2 15 3 104 l 20 1 20分析上表,用F1、F2、L1和L2分別表示動力、阻力、動力臂和阻力臂,杠桿平衡條件可表示為:___________________________。
實驗+推理法:有一些物理現(xiàn)象,由于受實驗條件所限,無法直接驗證,需要我們先進行實驗,再進行合理推理得出正確結論,這也是一種常用的科學方法。如將一只鬧鐘放在密封的玻璃罩內,當罩內空氣被抽走時,鐘聲變小,由此推理出:真空不能傳聲。
例題:(2007年株洲)在機械制造中有一個給大飛輪定重心的工序,該工序的目的是使飛輪的重心發(fā)生微小的位移,以使它準確位于軸心上。如圖13所示,一個質量為M=80kg、半徑為R=0.6m的金屬大飛輪可在豎直平面內繞軸心(圖中兩虛線的交點)自由轉動。
用力推動一下大飛輪,飛輪轉動若干周后停止。多次試驗,發(fā)現(xiàn)飛輪邊緣上的標記F總是停在圖示位置。
(1)根據(jù)以上情況,可以初步確定飛輪重心P可能在圖中 。A.軸心正下方的某一位置 B.軸心左側的某一位置C.軸心右側的某一位置(2)工人在飛輪邊緣上的某點E處,焊接上質量為m=0.4 kg的金屬后,再用力推動飛輪,當觀察到 的現(xiàn)象時,說明飛輪的重心已調整到軸心上了。
(3)請在圖13中標出E的位置。(4)試求調整前飛輪的重心P到軸心的距離l。
(提示:利用杠桿平衡條件)轉換法:一些看不見,摸不著的物理現(xiàn)象,不好直接認識它,我們常根據(jù)它們表現(xiàn)出來的看的見、摸的著的現(xiàn)象來間接認識它們。如在物理教學過程中常常根據(jù)電流的熱效應來認識電流大小,根據(jù)磁場對磁體有力的作用來認識磁場等。
等效法:在研究物理問題時,有時為了使問題簡化,常用一個物理量來代替其他所有物理量,但不會改變物理效果。如用合力替代各個分力,用總電阻替代各部分電阻,浮力替代液體對物體的各個壓力等。
描述法:為了研究問題的方便,我們常用線條等手段來描述各種看不見的現(xiàn)象。如用光線來描述光,用磁感線來描述磁場,用力的圖示描述力等。
類比法:在認識一些物理概念時,我們常將它與生活中熟悉且有共同特點的現(xiàn)象進行類比,以幫助我們理解它。如認識電流大小時,用水流進行類比。
認識電壓時,用水壓進行類比。二、在中考中出現(xiàn)的考題賞析例題:(2005年安徽)建立物理模型是物理學習研究問題的一種重要方法。
例如:研究平靜水面產(chǎn)生的反射現(xiàn)象時,可以將水面看成平面鏡。同理,定滑輪可以看成是__________。
解析:定滑輪可以看成等臂杠桿。(2005年長沙)物理學研究中常常用到“控制變量法”、“等效法”、“類比法”等科學方法。
在下列研究實例中,運用了控制變量法的是( )A.研究電流的形成原因時,將電流與水流相比較,從分析水流的形成來入手分析電流的形成。B.研究電流的大小時,根據(jù)電流產(chǎn)生的效應大小來判斷電流的大小。
C.研究多個電阻組成的電路時,求出電路的總電阻,用總電阻產(chǎn)生的效果來代替所有電阻產(chǎn)生的總效果。D.研究電流與電壓大小關系時,保持電阻大小不變,改變電阻兩端的電壓值,觀察電流如何隨電壓變化而變化。
解析:A為類比法,B為。
一、觀察法
物理是一門以觀察、實驗為基礎的學科。人們的許多物理知識是通過觀察和
實驗認真地總結和思索得來的。著名的馬德堡半球實驗,證明了大氣壓強的存
在。在教學中,可以根據(jù)教材中的實驗,如長度、時間、溫度、質量、密度、力、
電流、電壓等物理量的測量實驗中,要求學生認真細致的觀察,進行規(guī)范的實驗
操作,得到準確的實驗結果,養(yǎng)成良好的實驗習慣,培養(yǎng)實驗技能。大部分均利
用的是觀察法。觀察是學習物理最基本的方法,是科學歸納的必要條件, 學生對學習活動的外部表現(xiàn)進行有目的、有計劃的觀察、記錄, 能夠為物理概念的形成、
物理知識
的理解、物理規(guī)律的探究提供信息和依據(jù)。常用觀察方法有:
1.
觀察重點
,
排除無關因素的干擾。如做氣體膨脹對外做功的實驗時
,
學生
只聽到
“嘭”
的一聲
,
看到瓶塞跳得很高
,
對真正需要看的現(xiàn)象———塑料瓶口
出現(xiàn)的酒精煙霧卻視而不見
,
這就需要教師及時交待
,
提醒學生
,
然后再進行
分析。
2.
前后對比觀察
,
抓住因果關系。
如學習密度一節(jié)時
,
我首先讓學生區(qū)分銅
塊、鐵塊、鋁塊、石塊、酒精、水等物體
,
通過觀察它們的顏色、狀態(tài)、軟硬來
辨認。
然后出示用紙包住的相同體積的銅塊、
鐵塊、
鋁塊
,
怎樣區(qū)分它們
?
學生
通過實驗發(fā)現(xiàn)
,
它們的質量不同
,
因而得出相同體積的物體質量不同
,
也是物
質的一種特性
,
從而引入密度概念。
3.
正、
反對比觀察
,
深化認識。
在指導學生觀察時
,
多采用一些正反對比的
方法
,
可以加深學生理解知識
,
拓寬思路。如探究聲音的產(chǎn)生
,
即無聲又有聲;
探究沸點與氣壓的關系時
,
即增大氣壓
,
沸點升高
,
減小氣壓
,
沸點降低。
二、控制變量法
控制變量法是指一個物理量與多個物理量有關
,
把多因素的問題變成多個
單因素的問題
,
分別加以研究
,
最后再綜合解決。
利用控制變量法研究物理問題
,
有利于扭轉
“重結論、
輕過程”
的傾向
,
有利于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)
,
使學生學
會學習。
如導體中的電流與導體兩端的電壓和導體的電阻都有關系
,
研究導體中
的電流跟這段導體兩端的電壓時
,
控制導體的電阻不變
,
改變導體兩端電壓
,
看導體中電流的變化
,
通過學生實驗
,
得出歐姆定律
I=U/R
另外
,
研究導體的
電阻大小、滑動摩擦力的大小、液體壓強的大小、浮力大小、動能和重力勢能大
小、電流的熱量的大小、壓力的作用效果、滑輪組的機械效率、電磁鐵的磁性強
弱、產(chǎn)生感應電流方向也都用到了控制變量法。
1、控制變量法:比如“實驗探究擺鐘擺動的快慢跟哪些因素有關”
2、轉換法:比如“探究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關”
3、等效替代法:在高中用得較多
4、科學實驗法:簡稱實驗法,比如“伏安法測電阻”或“伏安法測小燈泡的大功率”
5、理想實驗法:牛頓第一定律的得出(伽利略的理想實驗)
6、歸納法:比如“探究杠桿平衡的條件”
7、類比法:比如“對電流(或電壓)的認識”(用水流類比電流、用水壓類比電壓)
一、控制變量法:通過固定某幾個因素轉化為多個單因素影響某一量大小的問題.
二、等效法:將一個物理量,一種物理裝置或一個物理狀態(tài)(過程),用另一個相應量來替代,得到同樣的結論的方法.
三、模型法:以理想化的辦法再現(xiàn)原型的本質聯(lián)系和內在特性的一種簡化模型.
四、轉換法(間接推斷法)把不能觀察到的效應(現(xiàn)象)通過自身的積累成為可觀測的宏觀物或宏觀效應.
五、類比法:根據(jù)兩個對象之間在某些方面的相似或相同,把其中某一對象的有關知識、結論推移到另一個對象中去的一種邏輯方法.
六、比較法:找出研究對象之間的相同點或相異點的一種邏輯方法.
七、歸納法:從一系列個別現(xiàn)象的判斷概括出一般性判斷的邏輯的方法.
擴展資料:
物理學的本質:物理學并不研究自然界現(xiàn)象的機制(或者根本不能研究),我們只能在某些現(xiàn)象中感受自然界的規(guī)則,并試圖以這些規(guī)則來解釋自然界所發(fā)生任何的事情。我們有限的智力總試圖在理解自然,并試圖改變自然,這是物理學,甚至是所有自然科學共同追求的目標。
六大性質
1.真理性:物理學的理論和實驗揭示了自然界的奧秘,反映出物質運動的客觀規(guī)律。
2.和諧統(tǒng)一性:神秘的太空中天體的運動,在開普勒三定律的描繪下,顯出多么的和諧有序。物理學上的幾次大統(tǒng)一,也顯示出美的感覺。
牛頓用三大定律和萬有引力定律把天上和地上所有宏觀物體統(tǒng)一了。麥克斯韋電磁理論的建立,又使電和磁實現(xiàn)了統(tǒng)一。愛因斯坦質能方程又把質量和能量建立了統(tǒng)一。光的波粒二象性理論把粒子性、波動性實現(xiàn)了統(tǒng)一。愛因斯坦的相對論又把時間、空間統(tǒng)一了。
3.簡潔性:物理規(guī)律的數(shù)學語言,體現(xiàn)了物理的簡潔明快性。如:牛頓第二定律,愛因斯坦的質能方程,法拉第電磁感應定律。
4.對稱性:對稱一般指物體形狀的對稱性,深層次的對稱表現(xiàn)為事物發(fā)展變化或客觀規(guī)律的對稱性。如:物理學中各種晶體的空間點陣結構具有高度的對稱性。豎直上拋運動、簡諧運動、波動鏡像對稱、磁電對稱、作用力與反作用力對稱、正粒子和反粒子、正物質和反物質、正電和負電等。
5.預測性:正確的物理理論,不僅能解釋當時已發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象,更能預測當時無法探測到的物理現(xiàn)象。例如麥克斯韋電磁理論預測電磁波存在,盧瑟福預言中子的存在,菲涅爾的衍射理論預言圓盤衍射中央有泊松亮斑,狄拉克預言電子的存在。
6.精巧性:物理實驗具有精巧性,設計方法的巧妙,使得物理現(xiàn)象更加明顯。
對于物理學理論和實驗來說,物理量的定義和測量的假設選擇,理論的數(shù)學展開,理論與實驗的比較是與實驗定律一致,是物理學理論的唯一目標。
人們能通過這樣的結合解決問題,就是預言指導科學實踐這不是大唯物主義思想,其實是物理學理論的目的和結構。
在不斷反思形而上學而產(chǎn)生的非經(jīng)驗主義的客觀原理的基礎上,物理學理論可以用它自身的科學術語來判斷。而不用依賴于它們可能從屬于哲學學派的主張。在著手描述的物理性質中選擇簡單的性質,其它性質則是群聚的想象和組合。
通過恰當?shù)臏y量方法和數(shù)學技巧從而進一步認知事物的本來性質。實驗選擇后的數(shù)量存在某種對應關系。一種關系可以有多數(shù)實驗與其對應,但一個實驗不能對應多種關系。也就是說,一個規(guī)律可以體現(xiàn)在多個實驗中,但多個實驗不一定只反映一個規(guī)律。
參考資料:搜狗百科——物理學
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