1 控制變量法:這個(gè)應該是最常見(jiàn)的實(shí)驗方法。
例如,在“探究壓強與哪些因素有關(guān)”、“探究電流與電阻的關(guān)系”、“研究弦樂(lè )器的音調與弦的松緊、長(cháng)短和粗細的關(guān)系”等實(shí)驗中都用到了該實(shí)驗方法。
2 類(lèi)比法:例如,在學(xué)習電流時(shí),為了更好地理解,與生活中熟悉的水流作類(lèi)比。
實(shí)驗+推理法:有些理論只有在理想空間里才能通過(guò)實(shí)驗得出,此時(shí),我們可以在現實(shí)條件實(shí)驗的基礎上推導出來(lái)這些理論。
例如,在初二我們學(xué)過(guò)牛頓第一定律:一切物體在沒(méi)有受到力的作用時(shí),總保持靜止狀態(tài)或勻速直線(xiàn)運動(dòng)狀態(tài)。我們知道,物體在運動(dòng)過(guò)程中必定會(huì )受到阻力作用,但是我們通過(guò)多次實(shí)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(xiàn)的,我們?yōu)榱烁玫貙W(xué)習光,才引進(jìn)了“光線(xiàn)”這一詞。
4 轉換法:例如,我們在學(xué)習“聲音是振動(dòng)產(chǎn)生的”這一知識時(shí),我們把音叉的微小振動(dòng)轉換為乒乓球的擺動(dòng)。使實(shí)驗現象更為明顯。
5 模型法:我們在學(xué)習原子結構時(shí),為了更好地認識原子的內部結構,用太陽(yáng)系模型代表原子結構。
擴展資料:
物理實(shí)驗是初高中階段物理課程中包含的相關(guān)實(shí)驗,包括電學(xué)實(shí)驗、力學(xué)實(shí)驗、熱學(xué)實(shí)驗、光學(xué)實(shí)驗等等,常用于驗證物理學(xué)科的定理定律。
實(shí)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(zhì)結構、相互作用和物質(zhì)運動(dòng)的基本規律的學(xué)科。
理論物理的研究領(lǐng)域涉及粒子物理與原子核物理、統計物理、凝聚態(tài)物理、宇宙學(xué)等,幾乎包括物理學(xué)所有分支的基本理論問(wèn)題。而實(shí)驗物理主要是從實(shí)驗上來(lái)探索物質(zhì)世界和自然規律。
實(shí)驗室使用守則
1、為保護實(shí)驗儀器和保持環(huán)境衛生,學(xué)生必須脫鞋進(jìn)入實(shí)驗室。
2、實(shí)驗室是全校師生進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)和科研活動(dòng)的場(chǎng)所,學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗室后要保持肅靜,遵守紀律。
3、做實(shí)驗前,認真聽(tīng)教師講解實(shí)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(shí)向教師報告。
4、實(shí)驗時(shí)要遵守操作規程,按照實(shí)驗步驟認真操作。
5、實(shí)驗時(shí)要注意安全,防止意外發(fā)生。
6、愛(ài)護實(shí)驗室儀器設備。
7、實(shí)驗完畢要認真清理儀器設備,關(guān)閉水源電源。
性質(zhì)
1.真理性:物理學(xué)的理論和實(shí)驗揭示了自然界的奧秘,反映出物質(zhì)運動(dòng)的客觀(guān)規律。
2.和諧統一性:神秘的太空中天體的運動(dòng),在開(kāi)普勒三定律的描繪下,顯出多么的和諧有序。物理學(xué)上的幾次大統一,也顯示出美的感覺(jué)。牛頓用三大定律和萬(wàn)有引力定律把天上和地上所有宏觀(guān)物體統一了。
麥克斯韋電磁理論的建立,又使電和磁實(shí)現了統一。愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程又把質(zhì)量和能量建立了統一。光的波粒二象性理論把粒子性、波動(dòng)性實(shí)現了統一。愛(ài)因斯坦的相對論又把時(shí)間、空間統一了。
3.簡(jiǎn)潔性:物理規律的數學(xué)語(yǔ)言,體現了物理的簡(jiǎn)潔明快性。如:牛頓第二定律,愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程,法拉第電磁感應定律。
4.對稱(chēng)性:對稱(chēng)一般指物體形狀的對稱(chēng)性,深層次的對稱(chēng)表現為事物發(fā)展變化或客觀(guān)規律的對稱(chēng)性。如:物理學(xué)中各種晶體的空間點(diǎn)陣結構具有高度的對稱(chēng)性。豎直上拋運動(dòng)、簡(jiǎn)諧運動(dòng)、波動(dòng)鏡像對稱(chēng)、磁電對稱(chēng)、作用力與反作用力對稱(chēng)、正粒子和反粒子、正物質(zhì)和反物質(zhì)、正電和負電等。
5.預測性:正確的物理理論,不僅能解釋當時(shí)已發(fā)現的物理現象,更能預測當時(shí)無(wú)法探測到的物理現象。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(pán)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(shí)驗具有精巧性,設計方法的巧妙,使得物理現象更加明顯。
參考資料:搜狗百科——物理實(shí)驗
初中物理實(shí)驗中的幾種科學(xué)方法一、控制變量法控制變量法是初中物理實(shí)驗中常用的探索問(wèn)題和分析解決問(wèn)題的科學(xué)方法之一。
所謂控制變量法是指為了研究物理量同影響它的多個(gè)因素中的一個(gè)因素的關(guān)系,可將除了這個(gè)因素以外的其它因素人為地控制起來(lái),使其保持不變,再比較、研究該物理量與該因素之間的關(guān)系,得出結論,然后再綜合起來(lái)得出規律的方法。這種方法在整個(gè)初中物理實(shí)驗中的應用比較普遍。
例如在人教版實(shí)驗教科書(shū)《物理》(八年級上冊)第一章第一節關(guān)于探究聲是怎樣傳播的實(shí)驗中,就開(kāi)始滲透控制變量的思想。因為固體、液體和氣體都是傳聲的介質(zhì),我們逐一研究它們分別可以傳聲時(shí),就必須控制其它兩個(gè)因素。
如果在進(jìn)行該實(shí)驗時(shí)就給學(xué)生恰當地點(diǎn)撥,提出:“把兩張課桌緊緊地挨在一起,一個(gè)同學(xué)輕敲桌面,另一個(gè)同學(xué)把耳朵貼在另一張桌子上,聽(tīng)到的敲擊聲為什么就能認為是桌子傳來(lái)而不是空氣傳來(lái)的?”引導學(xué)生去分析比較,就能使學(xué)生體驗到控制變量的思想。在接著(zhù)的探究影響音調、響度等因素的實(shí)驗中,把控制變量的思想對學(xué)生給予簡(jiǎn)要的介紹,就會(huì )使學(xué)生逐步領(lǐng)悟到控制變量法的實(shí)質(zhì)要領(lǐng),為以后的探究實(shí)驗作好方法上的準備。
在初中物理中,探究影響導體電阻大小的因素、電流跟電壓電阻的關(guān)系、影響電熱功率大小的因素、影響電磁鐵磁性強弱的因素、影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素、決定壓力作用效果的因素等等實(shí)驗,運用了控制變量法。二、等效替代法等效替代法是指在研究某一個(gè)物理現象和規律中,因實(shí)驗本身的特殊限制或因實(shí)驗器材等限制,不可以或很難直接揭示物理本質(zhì),而采取與之相似或有共同特征的等效現象來(lái)替代的方法。
這種方法若運用恰當,不僅能順利得出結論,而且容易被學(xué)生接受和理解。例如,在探究平面鏡成像規律的實(shí)驗中,用玻璃板替代了平面鏡,因兩者在成像特征上有共同之處,容易使學(xué)生接受,而玻璃板又是透明的,能通過(guò)它觀(guān)察到玻璃板后面的蠟燭,便于研究像的特點(diǎn),揭示出規律。
我們在教學(xué)中,在學(xué)生親歷實(shí)驗過(guò)程的基礎上,教師注重引導學(xué)生進(jìn)行方法的總結,在思維方式上受到啟發(fā),他們以后遇到有關(guān)的實(shí)驗設計時(shí),就會(huì )自覺(jué)地加以運用。比如在學(xué)習伏安法測電阻之后,要求學(xué)生設計一個(gè)實(shí)驗,在上述實(shí)驗中缺少電壓表或電流表,其它器材不變,另有一個(gè)已知阻值的定值電阻供選用,要求測出未知電阻,應該怎么辦?學(xué)生就可以用等效替代的思想進(jìn)行設計了。
三、轉換法有的物理量不便于直接測量,有的物理現象不便于直接觀(guān)察,通過(guò)轉換為容易測量到與之相等或與之相關(guān)聯(lián)的物理現象,從而獲得結論的方法。譬如,在研究電熱的功率與電阻關(guān)系的實(shí)驗中,電流通過(guò)阻值不等的兩根電阻絲產(chǎn)生的熱量無(wú)法直接觀(guān)測和比較,而我們通過(guò)轉換為讓煤油吸熱,觀(guān)察煤油溫度變化情況,從而推導出那個(gè)電阻放熱多。
教學(xué)時(shí)不妨設計一問(wèn):為什么研究電熱的功率與電阻大小的關(guān)系時(shí),還用到似乎與實(shí)驗無(wú)關(guān)的煤油呢?引發(fā)學(xué)生的思考和討論,在小結出該實(shí)驗中煤油的作用的基礎上,進(jìn)而再問(wèn):該實(shí)驗能否不用煤油而改用其它方式來(lái)觀(guān)察電阻通電后的發(fā)熱情況?這樣促使學(xué)生思維得以發(fā)散,轉換的思維方法得到訓練,設計實(shí)驗的能力也隨著(zhù)提高了。在初中物理實(shí)驗中,利用軟細繩測量地圖上鐵路線(xiàn)上的長(cháng)度、刻度尺和三角板配合測量硬幣的直徑、圓錐的高等,都運用了轉換法的思想。
四、類(lèi)比法類(lèi)比法是一種推理方法。為了把要表達的物理問(wèn)題說(shuō)清楚明白,往往用具體的、有形的、人們所熟知的事物來(lái)類(lèi)比要說(shuō)明的那些抽象的、無(wú)形的、陌生的事物,通過(guò)借助于一個(gè)比較熟悉的對象的某些特征,去理解和掌握另一個(gè)有相似性的對象的某些特征。
如:在研究電壓的作用時(shí),借助于看得見(jiàn)而學(xué)生比較熟悉的“水壓形成水流”的實(shí)驗作類(lèi)比,來(lái)揭示電壓是形成電流的原因。又比如在研究通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)的實(shí)驗中,為準確記憶通電螺線(xiàn)管的北極與電流方向的關(guān)系,以緊握的右拳頭類(lèi)比為螺線(xiàn)管,四指為線(xiàn)圈并指向電流的方向,則大拇指所指的一端為北極。
這樣形象直觀(guān)很容易被學(xué)生理解記憶牢固。當然,這里還可以用其他方式來(lái)類(lèi)比,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性,還可以找到更符合學(xué)生實(shí)際的類(lèi)比方法。
人教版實(shí)驗教科書(shū)《物理》(八年級下冊)P64圖9.3—6就給人很好的啟示。五、圖象法圖象是一個(gè)數學(xué)概念,用來(lái)表示一個(gè)量隨另一個(gè)量的變化關(guān)系,很直觀(guān)。
由于物理學(xué)中經(jīng)常要研究一個(gè)物理量隨另一個(gè)物理量的變化情況,因此圖象在物理中有著(zhù)廣泛的應用。在實(shí)驗中,運用圖象來(lái)處理實(shí)驗數據,探究?jì)仍诘奈锢硪幝桑哂歇毺刂帯?/p>
如:在探究固體熔化時(shí)溫度的變化規律和水的沸騰情況的實(shí)驗中,就是運用圖象法來(lái)處理數據的。它形象直觀(guān)地表示了物質(zhì)溫度的變化情況,學(xué)生在親歷實(shí)驗自主得出數據的基礎上,通過(guò)描點(diǎn)、連線(xiàn)繪出圖象就能準確地把握住晶體和非晶體的熔化特點(diǎn)、液體的沸騰特點(diǎn)了。
在其他的實(shí)驗中,教師也可以有意識地引導學(xué)生采用圖象來(lái)處理數據。例如在探究串聯(lián)電路中電流規律實(shí)驗中,把各點(diǎn)作為橫軸、電流為縱軸,作出的圖象為水平直線(xiàn),很直觀(guān)表示出串聯(lián)。
物理方法既是科學(xué)家研究問(wèn)題的方法,也是學(xué)生在學(xué)習物理中常用的方法,新課標也要求學(xué)生掌握一些探究問(wèn)題的物理方法。
常見(jiàn)的物理方法
模型法 即將抽象的物理現象用簡(jiǎn)單易懂的具體模型表示。如用太陽(yáng)系模型代表原子結構,用簡(jiǎn)單的線(xiàn)條代表杠桿等。
疊加法 物理學(xué)中常常把微小的、不易測量的同一物理量疊加起來(lái),測量后求平均值的方法俗稱(chēng)“疊加法”。
控制變量法 自然界發(fā)生的各種現象,往往是錯綜復雜的。決定某一個(gè)現象的產(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律,必須設法把其中的一個(gè)或幾個(gè)因素用人為的方法控制起來(lái),使它保持不變,然后來(lái)比較,研究其他兩個(gè)變量之間的關(guān)系,這種研究問(wèn)題的科學(xué)方法就是“控制變量法”。初中物理實(shí)驗大多都用到了這種方法,如通過(guò)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(guān)系時(shí),需要保持電壓U不變;在研究電流I與電壓U的關(guān)系時(shí),需要保持電阻R不變。
實(shí)驗+推理法 有一些物理現象,由于受實(shí)驗條件所限,無(wú)法直接驗證,需要我們先進(jìn)行實(shí)驗,再進(jìn)行合理推理得出正確結論,這也是一種常用的科學(xué)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(shí),鐘聲變小,由此推理出:真空不能傳聲。
轉換法 一些看不見(jiàn),摸不著(zhù)的物理現象,不好直接認識它,我們常根據它們表現出來(lái)的看的見(jiàn)、摸的著(zhù)的現象來(lái)間接認識它們。如根據電流的熱效應來(lái)認識電流大小,根據磁場(chǎng)對磁體有力的作用來(lái)認識磁場(chǎng)等。
等效法 在研究物理問(wèn)題時(shí),有時(shí)為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化,常用一個(gè)物理量來(lái)代替其他所有物理量,但不會(huì )改變物理效果。如用合力替代各個(gè)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(gè)壓力等。
描述法 為了研究問(wèn)題的方便,我們常用線(xiàn)條等手段來(lái)描述各種看不見(jiàn)的現象。如用光線(xiàn)來(lái)描述光,用磁感線(xiàn)來(lái)描述磁場(chǎng),用力的圖示描述力等。
類(lèi)比法 在認識一些物理概念時(shí),我們常將它與生活中熟悉且有共同特點(diǎn)的現象進(jìn)行類(lèi)比,以幫助我們理解它。如認識電流大小時(shí),用水流進(jìn)行類(lèi)比。認識電壓時(shí),用水壓進(jìn)行類(lèi)比。
轉換法:將電流比作水流
替代法:量取硬幣的周長(cháng)用細線(xiàn)繞硬幣一圈再用刻度尺量細線(xiàn)的長(cháng)度 看吸引得鐵釘數量的多少來(lái)確定磁性的強弱
疊加法:測量紙張的厚度先量一疊紙的厚度再除以紙張的張數
理想模型法:用磁感線(xiàn)描述人眼看不見(jiàn)的磁場(chǎng)方向證明磁場(chǎng)的存在
用太陽(yáng)系模型代表原子結構,用簡(jiǎn)單的線(xiàn)條代表杠桿
浮力應該是控制變量法吧:用彈簧測力計量取砝碼在空氣中的質(zhì)量。再將其放入水中,觀(guān)看彈簧測力計的示數變化,進(jìn)而得知該砝碼所受浮力的多少。(控制的是砝碼重量)
控制變量法:通過(guò)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(guān)系時(shí),需要保持電壓U不變;在研究電流I與電壓U的關(guān)系時(shí),需要保持電阻R不變。
實(shí)驗+推理法:將一只鬧鐘放在密封的玻璃罩內,當罩內空氣被抽走時(shí),鐘聲變小,由此推理出:真空不能傳聲。 光的折射也是的。
好像就這么多了吧~如果不夠你再問(wèn)問(wèn)同學(xué)吧~我們正好昨天物理二模~復習到的我都寫(xiě)在這里咯
1、控制變量法:就是把一個(gè)多因素影響某一物理量的問(wèn)題,通過(guò)控制某幾個(gè)因素不變,只讓其中一個(gè)因素改變,從而轉化為單一因素影響某一物理量問(wèn)題的研究方法。
2、轉換法(放大法):對于一些看不見(jiàn),摸不著(zhù)的物理現象,或不易直接測量的物理量,用一些非常直觀(guān)的現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(wèn)題時(shí),有時(shí)為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化,常用一個(gè)物理量來(lái)代替其他所有物理量,但不會(huì )改變物理效果。
4、理想模型法(抽象法、描述法):把復雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化,將抽象的物理現象用簡(jiǎn)單易懂的具體模型表示。
5、實(shí)驗推理法(科學(xué)推理法、理想實(shí)驗法):有一些物理現象,由于受實(shí)驗條件所限,無(wú)法直接驗證,需要我們先進(jìn)行實(shí)驗,再進(jìn)行合理推理得出正確結論,這也是一種常用的科學(xué)方法。
擴展資料
物理學(xué)中對于多因素(多變量)的問(wèn)題,常常采用控制因素(變量)的方法,把多因素的問(wèn)題變成多個(gè)單因素的問(wèn)題。每一次只改變其中的某一個(gè)因素,而控制其余幾個(gè)因素不變,從而研究被改變的這個(gè)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(xué)探究中的重要思想方法,廣泛地運用在各種科學(xué)探索和科學(xué)實(shí)驗研究之中。
1、獨立變量,即一個(gè)量改變不會(huì )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(lái)表達,由它給出的函數關(guān)系才是正確的。
2、非獨立變量,一個(gè)量改變會(huì )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(guān)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(guān)問(wèn)題的前提和保障,而且還可以簡(jiǎn)化解答過(guò)程。
參考資料來(lái)源:搜狗百科-控制變量法
參考資料來(lái)源:搜狗百科-轉換法
參考資料來(lái)源:搜狗百科-等效替代法
參考資料來(lái)源:搜狗百科-理想模型法
參考資料來(lái)源:搜狗百科-理想實(shí)驗法
一、觀(guān)察法 觀(guān)察法是人們?yōu)榱苏J識事物的本質(zhì)和規律有目的有計劃的對自然發(fā)生條件下所顯現的有關(guān)事物進(jìn)行考察的一種方法,是人們收集獲取記載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。
簡(jiǎn)單的講觀(guān)察法就是看仔細地看。但它和一般的看不同,觀(guān)察是人的眼睛在大腦的指導下進(jìn)行有意識的組織的感知活動(dòng)。
因此,亦稱(chēng)科學(xué)觀(guān)察。實(shí)例:水的沸騰:在使用溫度計前,應該先觀(guān)察它的量程,認清它的刻度值。
實(shí)驗過(guò)程中要注意觀(guān)察水沸騰前和沸騰時(shí)水中氣泡上升過(guò)程的兩種情況,溫度計在沸騰前和沸騰時(shí)的示數變化;在學(xué)習聲音的產(chǎn)生時(shí)可讓學(xué)生觀(guān)察小紙片在揚聲器中的運動(dòng)狀態(tài),觀(guān)察正在發(fā)聲的音叉插入水中激起水花,觀(guān)察蟋蟀知了鳴叫是的情況,就會(huì )發(fā)現發(fā)出聲音的物體都在振動(dòng);除此之外還有光的反射規律;光的折射規律;凸透鏡成像;滑動(dòng)摩察力與哪些因素有關(guān)等。二、比較法 比較法是確定研究對象之間的差異點(diǎn)和共同點(diǎn)的思維過(guò)程和方法,各種物理現象和過(guò)程都可以通過(guò)比較確定它們的差異點(diǎn)和共同點(diǎn)。
比較是抽象與概括的前提,通過(guò)比較可以建立物理概念總結物理規律。利用比較又可以進(jìn)行鑒別和測量。
因此,比較法是物理現象研究中經(jīng)常運用的最基本的方法。比較法有三種類(lèi)型:1異中求同的比較。
即比較兩個(gè)或兩個(gè)以上的對象而找出其相同點(diǎn)。2同中求異的比較。
即指比較兩個(gè)或兩個(gè)以上的對象而找出其相異點(diǎn)。3同異綜合比較。
即比較兩個(gè)或兩個(gè)以上的對象的相同點(diǎn)相異點(diǎn)。實(shí)例:象汽車(chē)輪船火車(chē)飛機它們的發(fā)動(dòng)機各不相同但都是把燃料燃燒時(shí)釋放的內能轉化為機械能裝置。
而汽油機和柴油機雖然都是內燃機但是從它們的構造、吸入的氣體、點(diǎn)火方式、使用范圍等方面都有不同。再如蒸發(fā)與沸騰的比較兩者的相同點(diǎn)都是汽化過(guò)程。
不同點(diǎn)從發(fā)生時(shí)液體的溫度、發(fā)生所在的部位及現象都不同。還可以用比較法來(lái)研究質(zhì)量與體積的關(guān)系;重力與質(zhì)量的關(guān)系;重力與壓力;電功與電功率等。
三、控制變量法 控制變量法是指討論多個(gè)物理量的關(guān)系時(shí)通過(guò)控制其幾個(gè)物理不變,只改變其中一個(gè)物理量從而轉化為多個(gè)單一物理量影響某一個(gè)物理量的問(wèn)題的研究方法。這種方法在實(shí)驗數據的表格上的反映為某兩次試驗只有一個(gè)條件不同,若兩次試驗結果不同則與該條件有關(guān)。
否則無(wú)關(guān)。反之,若要研究的問(wèn)題是物理量與某一因素是否有關(guān)則應只使該因素不同,而其他因素均應相同。
實(shí)例:在研究導體的電阻跟哪些因素有關(guān)時(shí),為了研究方便采用控制變量法。即每次須挑選兩根合適的導線(xiàn),測出它們的電阻,然后比較,最后得出結論。
為了研究導體的電阻與導體長(cháng)度的關(guān)系,應選用材料橫截面相同的導線(xiàn),為了研究導體的電阻與導體材料的關(guān)系,應選用長(cháng)度和橫截面相同的導線(xiàn),為了研究導體的電阻與導體橫截面的關(guān)系,應選用材料和長(cháng)度相同的導線(xiàn)。`研究影響力的作用效果的因素;研究液體蒸發(fā)快慢的因素;研究液體內部壓強;研究動(dòng)能勢能大小與哪些因素有關(guān);研究琴弦發(fā)聲的音調與弦粗細、松緊、長(cháng)短的關(guān)系;研究物體吸收的熱量與物質(zhì)的種類(lèi)質(zhì)量溫度的變化的關(guān)系;研究電流與電壓電阻的關(guān)系;研究電功或電熱與哪些因素有關(guān);研究通電導體在磁場(chǎng)中受力與哪些因素有關(guān);研究影響感應電流的方向的因素采用此法。
四、等效替代法 所謂等效替代法是在保證效果相同的前提下,將陌生復雜的問(wèn)題變換成熟悉簡(jiǎn)單的模型進(jìn)行分析和研究的思維方法,它在物理學(xué)中有著(zhù)廣泛的應用。實(shí)例:研究串聯(lián)并聯(lián)電路關(guān)系時(shí)引入總電阻(等效電阻)的概念,在串聯(lián)電路中把幾個(gè)電阻串聯(lián)起來(lái),相當于增加了導體的長(cháng)度,所以總電阻比任何一個(gè)串聯(lián)電阻都大,把總電阻稱(chēng)為串聯(lián)電路的等效電阻。
在并聯(lián)電路中把幾個(gè)電阻并聯(lián)起來(lái),相當于增加了導體的橫截面積,所以總電阻比任何一個(gè)并聯(lián)電阻都小,把總電阻稱(chēng)為并聯(lián)電路的等效電阻;在電路分析中可以把不易分析的復雜電路簡(jiǎn)化成為較為簡(jiǎn)單的等效電路;在研究同一直線(xiàn)上的二力的關(guān)系時(shí)引入合力的概念也是運用了等效替代法。五、轉換法 物理學(xué)中對于一些看不見(jiàn)摸不著(zhù)的現象或不易直接測量的物理量,通常用一些非常直觀(guān)的現象去認識或用易測量的物理量間接測量,這種研究問(wèn)題的方法叫轉換法。
初中物理在研究概念規律和實(shí)驗中多處應用了這種方法。實(shí)例:物體發(fā)生形變或運動(dòng)狀態(tài)改變可證明一些物體受到力的作用;馬德堡半球實(shí)驗可證明大氣壓的存在;霧的出現可以證明空氣中含有水蒸氣;影子的形成可以證明光沿直線(xiàn)傳播;月食現象可證明月亮不是光源;奧斯特實(shí)驗可證明電流周?chē)嬖谥?zhù)磁場(chǎng);指南針指南北可證明地磁場(chǎng)的存在;擴散現象可證明分子做無(wú)規則運動(dòng);鉛塊實(shí)驗可證明分子間存在著(zhù)引力;運動(dòng)的物體能對外做功可證明它具有能等。
六、類(lèi)比法所謂類(lèi)比就是“觸類(lèi)旁通”“舉一反三”實(shí)際上是一種從特殊到特殊,從一般到一般的推理,它是根據兩個(gè)或兩類(lèi)對象之間在某些方面的相同或相似而推出他們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。從而可以幫助我們理解較復雜的實(shí)驗和較難的物理知識。
類(lèi)比是一種推理方法,不同事物在屬性、數學(xué)形式及其他量描述上。
在《初中物理課程標準》中,科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習目標,又是重要的教學(xué)方式之一。
在探究科學(xué)規律的過(guò)程中,學(xué)生通過(guò)動(dòng)手動(dòng)腦,通過(guò)物理學(xué)知道“再發(fā)現”過(guò)程,體驗到科學(xué)探究的樂(lè )趣,學(xué)習科學(xué)家的科學(xué)探究方法,領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神,掌握科學(xué)學(xué)習的策略和科學(xué)的思維方法,從而提高他們的科學(xué)素質(zhì)。下面就與大家一起來(lái)探討物理教學(xué)中常用的一些科學(xué)方法。
一、猜想法 在科學(xué)探究的學(xué)習過(guò)程中,猜想這一步驟有著(zhù)舉足輕重的地位,它是物理智慧中最活躍的成分,對學(xué)生猜想能力的培養,也是物理探究過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節,而且猜想決定了科學(xué)探究的方向,因此,在物理教學(xué)的過(guò)程中,引導學(xué)生科學(xué)合理地猜想就顯得格外重要。首先,猜想要有一定經(jīng)驗和知識作為基礎。
在進(jìn)行科學(xué)猜想能力方面的教學(xué)時(shí),可先針對問(wèn)題讓學(xué)生展開(kāi)想象的翅膀,鼓勵學(xué)生把所有可能的情況都大膽地說(shuō)出來(lái),然后讓學(xué)生根據已有知識和生活經(jīng)驗逐一進(jìn)行分析,想想生活中有哪些事實(shí)支持它,它和已有知識是否一致,排除那些與經(jīng)驗和知識相矛盾的想法,留下的就可能是科學(xué)的猜想了,沒(méi)有一定的知識和經(jīng)驗,猜想恐怕只能是無(wú)本之木,無(wú)源之水。所以在教學(xué)中為了避免學(xué)生胡猜亂想,讓學(xué)生說(shuō)出猜想的理由、事實(shí)依據是很有效的避免課堂混亂的手段,也是培養學(xué)生探究能力的方法之一。
二、控制變量法 “控制變量法”是初中物理中常用的探究問(wèn)題的科學(xué)方法。由于影響物理研究對象的因素在許多情況下并不是單一的,而是多種因素相互交錯、共同起作用的。
所以要想精確地把握研究對象的各種特性,弄清事物變化的原因和規律,必須人為的制造一些條件,便于問(wèn)題的研究。例如當一個(gè)物理量與幾個(gè)因素有關(guān)時(shí),我們一般是分別研究這個(gè)物理量與各個(gè)因素之間的關(guān)系,再進(jìn)行綜合分析得出結論。
這樣就必須在研究物理量同其中一個(gè)因素之間的關(guān)系時(shí),將另外幾個(gè)因素人為地控制起來(lái),使它們保持不變,以便觀(guān)察和研究該物理量與這個(gè)因素之間的關(guān)系。這就是“控制變量”的方法。
在初中物理教學(xué)中有許多概念或規律的探索過(guò)程,都要用到控制變量法。例如,在八年級剛接觸物理時(shí),有一個(gè)探究實(shí)驗是探究“聲音怎樣從發(fā)聲的物體傳到遠處?”。
讓一個(gè)學(xué)生在桌子一端敲擊桌面,另一個(gè)學(xué)生在另一端聽(tīng)聲音,一次貼在桌面上聽(tīng),一次只是貼近桌面。發(fā)現兩次都可以聽(tīng)到聲音,引導學(xué)生分析這兩次聲音分別是通過(guò)桌子和空氣傳來(lái)的,從而說(shuō)明聲音要靠介質(zhì)傳播。
同時(shí)讓學(xué)生比較兩次聽(tīng)到的聲音大小,從而認識到聲音在固體中比在空氣中傳播得快,即固體的傳聲能力強。在這里,老師一定要強調實(shí)驗中需要控制的變量就是聽(tīng)聲音的距離和敲擊桌面的力度要相同,使學(xué)生體驗到控制變量的思想,為以后的探究實(shí)驗作好方法上的準備。
控制變量法是一種最常用的、非常有效的探索客觀(guān)物理規律的科學(xué)方法。通過(guò)控制變量法,可以讓我們很方便的研究出某個(gè)物理量與多個(gè)因素之間的定性或定量關(guān)系,從而能得出普遍的規律。
三、等效替代法 有一個(gè)廣為人知的歷史故事──曹沖稱(chēng)象。他運用的就是一種等效替代的思想,他是用石頭替代了大象,巧妙地測出了大象的重力。
當然,這里還用到了“化整為零”的思想。很多偉人也經(jīng)常會(huì )用等效法來(lái)使研究問(wèn)題簡(jiǎn)化,例如,愛(ài)迪生用圍成一圈的平面鏡的反射光等效多個(gè)太陽(yáng)造成了無(wú)影燈,他的助手阿普頓在苦苦計算燈泡的容積時(shí),愛(ài)迪生卻告訴他只需要把燈泡裝滿(mǎn)水,測量水的體積即為燈泡的容積。
還有阿基米德在洗澡時(shí)發(fā)現了鑒別王冠真假的方法,從而也導致了一個(gè)重要的原理──阿基米德原理的發(fā)現。可以說(shuō)“等效替代”的思想是物理實(shí)驗成功的最根本、最重要的思路,物理學(xué)中的相關(guān)定律、定理、公式、原理都是以替代思維成立的基礎為出發(fā)點(diǎn)的。
例如,測量不規則固體的體積,就是利用物體浸沒(méi)在液體中時(shí),物體體積與物體排開(kāi)的液體的體積相等的原理,將用替代。在有量筒或量杯時(shí),可采用“排液補差法”或叫“等量空間占據法”測量。
沒(méi)有量筒或量杯時(shí),可用彈簧秤和水,通過(guò)測量浮力大小,結合阿基米德原理計算(全部浸沒(méi)),也可以用天平測排水的質(zhì)量(全部浸沒(méi)),再利用密度知識來(lái)計算。當無(wú)法直接測物體的質(zhì)量時(shí),就可以用漂浮的方法利用的原理,測出也就知道了,物體的質(zhì)量也就可求了。
這種質(zhì)量或體積的替代測量方法一般多見(jiàn)于測量物質(zhì)密度的方法中。還有許多物理量的測量都用到了等效替代法。
四、轉換法 所謂“轉換法”,主要是指在保證效果相同的前提下,將不可見(jiàn)、不易見(jiàn)的現象轉換成可見(jiàn)、易見(jiàn)的現象;將陌生、復雜的問(wèn)題轉換成熟悉、簡(jiǎn)單的問(wèn)題;將難以測量或測準的物理量轉換為能夠測量或測準的物理量的方法。彈簧測力計的原理也隱含了一個(gè)間接測量原則。
即用可直接量度的量去間接表現那些不便直接觀(guān)察不便直接測量的量。在這里,彈簧的長(cháng)度變化是可以直接觀(guān)察直接測量的,而力的大小是看不到摸不著(zhù)的,但是力的大小卻和彈簧長(cháng)度的變化有關(guān)系,所以我們就可以用彈簧的伸長(cháng)量來(lái)量度力的大小。
不僅測力計是這樣的,溫度計、壓強計、氣壓表(高度計)、電流表、電壓表。
控制變量法 探究電阻大小與材料、長(cháng)度、粗細的關(guān)系;探究琴弦音調的高低與弦的材料、長(cháng)度、粗細、松緊的關(guān)系。
轉換法 通過(guò)燈光的亮、暗判斷電流的大小 通過(guò)乒乓球被彈起的幅度判斷音叉振幅的大小
等效替換法 曹沖稱(chēng)象 用電阻箱測未知電阻阻值
類(lèi)比法 用水流來(lái)研究電流
注:轉換法與等效替換法的區別,轉換法是用一個(gè)物理量的現象來(lái)判斷另一個(gè)物理量,如亮暗判斷電流;而等效替換法相互替換的是同一個(gè)物理量,石塊的浮力替換象的浮力
類(lèi)比法與轉換法的區別:轉換法有因果關(guān)系,即電流大,燈泡亮;而類(lèi)比法之間沒(méi)有因果聯(lián)系,如水流的大小與電流的大小沒(méi)有關(guān)系。
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