初中物理教學中常用15種實驗方法

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 初中物理 來源: 高中學習網
    研究物理的科學方法有許多,經常用到的有觀察法、實驗法、比較法、類比法、等效法、轉換法、控制變量法、模型法、科學推理法等。
  
  研究某些物理知識或物理規(guī)律,往往要同時用到幾種研究方法。如在研究電阻的大小與哪些因素有關時,我們同時用到了觀察法(觀察電流表的示數)、轉換法(把電阻的大小轉換成電流的大小、通過研究電流的大小來得到電阻的大。、歸納法(將分別得出的電阻與材料、長度、橫截面積、溫度有關的信息歸納在一起)、和控制變量法(在研究電阻與長度有關時控制了材料、橫截面積)等方法?梢,物理的科學方法題無法細致的分類。只能根據題意看題中強調的是哪一過程,來分析解答。下面我們將一些重要的實驗方法進行一下分析。
  
  一、控制變量法
  
  物理學研究中常用的一種研究方法——控制變量法。所謂控制變量法,就是在研究和解決問題的過程中,對影響事物變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制,使其中的一些條件按照特定的要求發(fā)生變化或不發(fā)生變化,最終解決所研究的問題。
  
  可以說任何物理實驗,都要按照實驗目的、原理和方法控制某些條件來研究。
  
  如:導體中的電流與導體兩端的電壓以及導體的電阻都有關系,中學物理實驗難以同時研究電流與導體兩端的電壓和導體的電阻的關系,而是在分別控制導體的電阻與導體兩端的電壓不變的情況下,研究導體中的電流跟這段導體兩端的電壓和導體的電阻的關系,分別得出實驗結論。通過學生實驗,讓學生在動腦與動手,理論與實踐的結合上找到這“兩個關系”,最終得出歐姆定律i=u/r。
  
  為了研究導體的電阻大小與哪些因素有關,控制導體的長度和材料不變,研究導體電阻與橫截面積的關系。
  
  為了研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關,保證壓力相同時,研究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關系。
  
  利用控制變量法研究物理問題,注重了知識的形成過程,有利于扭轉重結論、輕過程的傾向,有助于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng),使學生學會學習。
  
  中學物理課本中,蒸發(fā)的快慢與哪些因素的有關;滑動摩擦力的大小與哪些因素有關;液體壓強與哪些因素有關;研究浮力大小與哪些因素有關;壓力的作用效果與哪些因素有關;滑輪組的機械效率與哪些因素有關;動能、重力勢能大小與哪些因素有關;導體的電阻與哪些因素有關;研究電阻一定、電流與電壓的關系;研究電壓一定、電流和電阻的關系;研究電流做功的多少跟哪些因素有關系;電流的熱效應與哪些因素有關;研究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關系等均應用了這種科學方法。
  
  二、轉換法
  
  一些比較抽象的看不見、摸不著的物質的微觀現象,要研究它們的運動等規(guī)律,使之轉化為學生熟知的看得見、摸得著的宏觀現象來認識它們。這種方法在科學上叫做“轉換法”。如:分子的運動,電流的存在等,
  
  如:空氣看不見、摸不到,我們可以根據空氣流動(風)所產生的作用來認識它;分子看不見、摸不到,不好研究,可以通過研究墨水的擴散現象去認識它;電流看不見、摸不到,判斷電路中是否有電流時,我們可以根據電流產生的效應來認識它;磁場看不見、摸不到,我們可以根據它產生的作用來認識它。
  
  再如,有一些物理量不容易測得,我們可以根據定義式轉換成直接測得的物理量。在由其定義式計算出其值,如電功率(我們無法直接測出電功率只能通過p=ui利用電流表、電壓表測出u、i計算得出p)、電阻、密度等。
  
  中學物理課本中,測不規(guī)則小石塊的體積我們轉換成測排開水的體積;我們測曲線的長短時轉換成細棉線的長度;在測量滑動摩擦力時轉換成測拉力的大。淮髿鈮簭姷臏y量(無法直接測出大氣壓的值,轉換成求被大氣壓壓起的水銀柱的壓強)測硬幣的直徑時轉換成測刻度尺的長度;測液體壓強(我們將液體的壓強轉換成我們能看到的液柱高度差的變化);通過電流的效應來判斷電流的存在(我們無法直接看到電流);通過磁場的效應來證明磁場的存在(我們無法直接看到磁場);研究物體內能與溫度的關系(我們無法直接感知內能的變化,只能轉換成測出溫度的改變來說明內能的變化);在研究電熱與電流、電阻的因素時,我們將電熱的多少轉換成液柱上升的高度;在我們研究電功與什么因素有關的時候,我們將電功的多少轉換成砝碼上升的高度;密度、功率、電功率、電阻、壓強(大氣壓強)等物理量都是利用轉換法測得的;在我們回答動能與什么因素有關時,我們回答說小球在平面上滑動的越遠則動能越大,就是將動能的大小轉換成了小球運動的遠近。以上列舉的這些問題均應用了這種科學方法。
  
  例題分子運動看不見、摸不著,不好研究,但科學家可以通過研究墨水的擴散現象去認識它,這種方法在科學上叫做“轉換法”。下面是小明同學在學習中遇到的四個研究實例,其中采取的方法與剛才研究分子運動的方法相同的是()
  
  a.利用磁感應線去研究磁場問題
  
  b.電流看不見、摸不著,判斷電路中是否有電流時,我們可通過電路中的燈泡是否發(fā)光去確定
  
  c.研究電流與電壓、電阻關系時,先使電阻不變去研究電流與電壓的關系:然后再讓電壓不變去研究電流與電阻的關系
  
  d.研究電流時,將它比做水流
  
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