物理实验探究的八种方法
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物理实验探究的八种方法一、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。
二、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。
三、控制变量法控制变量法是指讨论多个物理量的关系时通过控制其几个物理不变,只改变其中一个物理量从而转化为多个单一物理量影响某一个物理量的问题的研究方法。
初中物理转换法实验篇一:初中物理所有的实验方法初中物理所有的实验方法初中物理学中部分研究方法,提供给你:一.控制变量法当研究的一个物理量与2个或2个以上的其它物理量有关时,常采用只改变一个物理量,而使其余物理量保持不变,从而得出被研究物理量和改变量的关系。
如研究蒸发快慢决定因素;摩擦力大小决定因素;研究压强和压力、受力面积的关系;液体压强和液体密度、深度的关系;浮力大小的决定因素。
动能大小和物体质量、速度的关系;重力势能大小和质量、举高高度的关系;物体吸热多少和物质种类、质量、升高温度三者之间的关系;电流和电压及电阻之间的关系;电功和电流、电压、及通电时间的关系。
二.等效替代法根据作用效果相同的原理,作用在同一物体上的两个力,我们可以用一个合力来代替它。
这种“等效方法”是物理学中常用的研究方法之一,它可使我们将研究的问题得到简化。
三.对比(比较法):寻找几个事物共同点或不同点的研究方法叫对比,这是一种常用的研究方法。
例研究不同色光混合及不同颜料混合;研究蒸发和沸腾的相同点和不同点;研究凸透镜和凹透镜的相同点和不同点。
在研究蒸发快慢的决定因素时,在应用控制变量的同时,也采用了对比的方法,比较哪一个蒸发快。
四.实验推理法(理想化实验)人们常用推理的方法研究物理问题。
在研究物体运动状态与力的关系时,伽利略通过如图2(甲)所示的实验和对实验结果的推理得到如下结论:运动着的物体,如果不受外力作用,它的速度将保持不变,并且一直运动下去。
推理的方法同样可以用在“研究声音的传播”实验中,现有的抽气设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态,在这种情况下,你是怎样通过实验现象推理得出“声音不能在真空中传播”这下结论的?五.模(拟)型法①为了研究的需要,把物理实体或物理过程经过科学抽象转化为一定的模型,这种转化忽略了一些次要因素,突出主要因素,所以这种模型叫“假想模型法”又叫“理想模型”。
它是物理教学的基础,可使物理教学简单化,形象直观化,又可使具体问题普遍化,便于学生发挥抽象思维、形象思维、发散思维。
八大物理学习方法1、顺序观察法:按一定的顺序进展观察。
2、特征观察法:根据现象的特征进展观察。
3、比照观察法:对前后几次实验现象或实验数据的观察进展比较。
4、全面观察法:对现象进展全面的观察,了解观察对象的全貌。
1、化解过程层次:一般说来,复杂的物理过程都是由假设干个简单的“子过程”构成的。
因此,分析物理过程的最根本方法,就是把复杂的问题层次化,把它化解为多个相互关联的“子过程”来研究。
2、探明中间状态:有时阶段的划分并非易事,还必需探明决定物理现象从量变到质变的中间状态(或过程)正确分析物理过程的关键环节。
3、理顺制约关系:有些综合题所述物理现象的发生、开展和变化过程,是诸多因素互相依存,互相制约的“综合效应”。
要正确分析,就要全方位、多角度的进展观察和分析,从内在联系上把握规律、理顺关系,寻求解决方法。
4、区分变化条件:物理现象都是在一定条件下发生开展的。
条件变化了,物理过程也会随之而发生变化。
在分析问题时,要特别注意区分由于条件变化而引起的物理过程的变化,防止把形同质异的问题混为一谈。
1、分清因果地位:物理学中有许多物理量是通过比值来定义的。
如R=U/R、E=F/q等。
在这种定义方法中,物理量之间并非都互为比例关系的。
但学生在运用物理公式处理物理习题和问题时,常常不理解公式中物理量本身意义,分不清哪些量之间有因果联系,哪些量之间没有因果联系。
2、注意因果对应:任何结果由一定的原因引起,一定的原因产生一定的结果。
因果常是一一对应的,不能混淆。
3、循因导果,执果索因:在物理习题的训练中,从不同的方向用不同的思维方式去进展因果分析,有利于开展多向性思维。
原型启发就是通过与假设的事物具有相似性的东西,来启发人们解决新问题的途径。
能够起到启发作用的事物叫做原型。
原型可生活、生产和实验。
如鱼的体型是创造船体的原型。
原型启发能否实现取决于头脑中是否存在原型,原型又与头脑中的表象储藏有关,增加原型主要有以下三种途径:1、注意观察生活中的各种现象,并争取用学到的知识予以初步解释;2、通过课外书、电视、科教电影的观看来得到;3、要重视实验。
初中物理几种常用的研究问题的方法黑龙潭乡中杨国盛物理是一门自然科学,由于它联系实际紧密,生活中的应用广泛。
因此学生比较感兴趣,我们在教学过程中除让学生掌握基础知识和基本技能外,重要的是让学生掌握一些研究问题的方法,因此最有价值的知识是关于方法的知识。
一、控制变量法:所谓控制变量法是指为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系,可将除了这个因素以外的其它因素人为地控制起来,使其保持不变,再比较、研究该物理量与该因素之间的关系,得出结论,然后再综合起来得出规律的方法。
在初中物理许多实验中,都运用了控制变量法。
例如:1、研究压力的作用效果与哪些因素有关(压力大小和受力面积的大小)2、研究液体压强大小与哪些因素有关(液体的密度和深度)3、研究浮力大小与哪些因素有关(液体的密度和排开液体的体积)4、研究滑轮组的机械效率与哪些因素有关(物体的重力、动滑轮的重力、摩擦力)5、研究动能大小与哪些因素有关(物体的质量和速度)6、研究液体蒸发快慢与那些因素有关(液体温度,液体表面积和空气流动)7、探究影响导体电阻大小的因素(导体的长度、材料与横截面积)8、电流跟电压电阻的关系(导体两端的电压、导体电阻)9、影响电功大小的因素(电压、电流和通电时间)10、影响电热大小的因素(电流、电阻和通电时间)11、影响电磁铁磁性强弱的因素(电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯)12、影响滑动摩擦力大小的因素(压力大小和接触面粗糙程度)13、决定压力作用效果的因素(压力大小和受力面积的大小)14在概念引入中用到控制变量法的有:速度的概念(V=s/t)、密度的概念(ρ=m/V)、压强的概念(P=F/S)、功率的概念(P=W/t)、比热容的概念(c=Q/m△t)二、等效替代法:是一种抓住两个表面看起来不同的物理过程,寻求其相同的效果之处,用此来探究物理概念和规律,解决物理问题的方法。
例如:1、在探究平面镜成像规律的实验中,用玻璃板替代了平面镜2、“曹冲称象”用石块质量替代大象质量3、研究一个物体受几个力作用时,用合力代替几个分力4、研究串、并联的电路中总电阻与分电阻的关系时,用一个总电阻来等效代替两个分电阻5、平面镜成像的实验中我们利用了一个完全相同的另一根蜡烛来等效替代物体像的大小6、比如在学习伏安法测电阻之后,要求学生设计一个实验,在上述实验中缺少电压表或电流表,其它器材不变,另有一个已知阻值的定值电阻供选用,要求测出未知电阻,应该怎么办?学生就可以用等效替代的思想进行设计了。
初中物理实验常用的十二种方法中学物理实验常用方法一、观察法物理是一门以观察、实验为基础的学科。
人们的许多物理知识是通过观察和实验认真地总结和思索得来的。
著名的马德堡半球实验,证明了大气压强的存在。
在教学中,可以根据教材中的实验,如长度、时间、温度、质量、密度、力、电流、电压等物理量的测量实验中,要求学生认真细致的观察,进行规范的实验操作,得到准确的实验结果,养成良好的实验习惯,培养实验技能。
大部分均利用的是观察法。
观察是学习物理最基本的方法,是科学归纳的必要条件, 学生对学习活动的外部表现进行有目的、有计划的观察、记录, 能够为物理概念的形成、物理知识的理解、物理规律的探究提供信息和依据。
常用观察方法有:1.观察重点, 排除无关因素的干扰。
如做气体膨胀对外做功的实验时,学生只听到“嘭”的一声, 看到瓶塞跳得很高, 对真正需要看的现象———塑料瓶口出现的酒精烟雾却视而不见, 这就需要教师及时交待, 提醒学生, 然后再进行分析。
2.前后对比观察, 抓住因果关系。
如学习密度一节时, 我首先让学生区分铜块、铁块、铝块、石块、酒精、水等物体, 通过观察它们的颜色、状态、软硬来辨认。
然后出示用纸包住的相同体积的铜块、铁块、铝块, 怎样区分它们? 学生通过实验发现, 它们的质量不同, 因而得出相同体积的物体质量不同, 也是物质的一种特性, 从而引入密度概念。
3.正、反对比观察, 深化认识。
在指导学生观察时, 多采用一些正反对比的方法, 可以加深学生理解知识, 拓宽思路。
如探究声音的产生, 即无声又有声; 探究沸点与气压的关系时, 即增大气压, 沸点升高, 减小气压, 沸点降低。
二、控制变量法控制变量法是指一个物理量与多个物理量有关, 把多因素的问题变成多个单因素的问题, 分别加以研究, 最后再综合解决。
利用控制变量法研究物理问题, 有利于扭转“重结论、轻过程”的倾向, 有利于培养学生的科学素养, 使学生学会学习。
最新八年级物理上册课本实验方法归纳汇总1.形象记忆法:形象记忆法指的是以感知过的事物的形象为内容进行记忆的一种方法。
这些事物主要包括形状、体积、质地、颜色、声音、气味等,保持和重现往往带有直观性,这样记忆效果会更好。
2.理想模型法:所谓理想模型法就是把要研究的问题,在抓住要点的基础上进行简化、抽象,建立理想化的模型,用模型去代替客观原型,从表面看它有些失真,但是它可以更具体、形象、生动、深刻地反映事物的本质。
同时物理模型可以使抽象的理论更加形象化,便于研究问题。
举一反三”,它是根据两个或两类对象之间在某些方3.类比法:所谓类比就是“触类旁通”“面的相同点或相似点,从而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。
4.归纳法:归纳法就是从总体中选出足够数量且有代表性的样本,通过样本信息来推断总体信息的方法。
5.排除法:通过已知条件来确定结论的范围,把不在结论范围内的其他结论排除掉。
排除法适用于解选择题或选择性填空题。
由于“排除”往往比“肯定”容易,运用“排除法”往往能提高答题的正确率和速度。
6.要点掌握法:对于刻度尺、温度计、天平等测量工具的使用方法(或操作步骤)进行总结归纳出要点,便于理解记忆。
7.估算法:一般是指依据一定的物理概念和规律,运用近似计算方法,对物理量的数量级或物理量的取值范围进行大致的推算。
8.刻度差值法:用零刻度线磨损的刻度尺测量长度时,可以用物体末端所对的刻度值减去起始端所对的刻度值,计算的结果就是所测物体的长度,这种方法就叫刻度差值法。
9.对比法:通过对比的方式比较物理量、公式等的异同,从而弄清其差别与联系,更好地。
一、观察和实验的方法:物理学是一门观察、实验和思维相结合的科学,观察和实验是了解物理现象、测量有关数据、获得感性认识的源泉,是建立、发展和检验物理理论的实践基础,是获得思维材料的有效途径。
观察和实验是使初中学生对物理有兴趣,能认识到物理在生活中处处有用的物质基础,观察和实验还可以纠正学生在学习物理之前形成的错误经验。
就物理教材而言,其中有许多需要学生进行观察和实验的内容,再者,生活中处处呈现需要学生进行观察的物理现象,有许多实践性问题需要学生通过实验解决,因此,物理教学中必须指导学生进行观察和实验,注意激发学生观察和实验的兴趣,帮助学生牢固掌握观察和实验的方法和策略。
二、控制变量法:控制变量法是一种由分析到综合的研究方法,就是研究多个物理量之间的关系时,使其中一些变量保持不变,只研究剩下的两个变量之间的关系,得到这两个相关变量之间关系的结论,然后再综合各次结论得到一个总结论的方法。
如:研究滑动摩擦力与压力和接触面之间的关系,研究压力的作用效果(压强)与压力和受力面积的关系,研究导体的电阻大小跟导体的材料、长度、横截面积的关系,研究电磁铁的磁性与线圈的匝数和电流大小的关系;研究琴弦发声的音调与弦粗细、松紧、长短的关系;蒸发的快慢与哪些因素有关;三、等效替代法:在物理学中,将一个或多个物理量、一种物理装置、一个物理状态或过程来替代,得到同样的结论,这样的方法称为等效替代法,运用这样的方法可以使所要研究的问题得到方便地解决。
如:1 .在力的合成中,若干个共同作用的分力就可以等同于作用效果相同的一个合力;相反,一个力也可以分解为作用效果相同的若干个分力。
2 .在研究平面镜成像实验中,可以用两个完全相同的棋子代替物和像。
另外拿一只相同的蜡烛在玻璃板后面移动,直到看上去它跟像完全重合;等效替代。
3 .在研究串联、并联电路时,若干个电阻,可以等效为一个合适的电阻,如串联电路的总电阻、并联电路的总电阻都利用了等效的思想。
初中物理实验探究方法与技巧物理是一门以实验为基础的学科,实验在初中物理教学中占据着至关重要的地位。
通过实验,我们不仅能够验证物理规律,更能培养观察能力、思维能力和实践操作能力。
那么,在初中物理实验中,有哪些探究方法与技巧呢?一、控制变量法控制变量法是初中物理实验中最常用的方法之一。
当研究多个因素对某一物理量的影响时,我们需要控制其他因素不变,只改变其中一个因素,从而研究这个因素对物理量的影响。
例如,在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,我们要研究压力大小和接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响。
此时,我们就需要控制接触面的面积、运动速度等其他因素不变,分别改变压力大小和接触面的粗糙程度,观察滑动摩擦力的变化。
再比如,探究“电阻大小与哪些因素有关”时,我们控制材料、长度、横截面积中的两个因素不变,只改变其中一个因素,来研究电阻的变化情况。
运用控制变量法时,首先要明确研究的物理量,然后确定可能影响该物理量的因素,接着逐一研究每个因素对物理量的影响。
二、转换法在初中物理实验中,有些物理量不容易直接测量或观察,我们就需要将其转换成容易测量或观察的物理量,这种方法称为转换法。
比如,在研究“声音是由物体振动产生的”时,由于物体的振动不易直接观察,我们通过观察纸屑在发声的鼓面上跳动,或者将发声的音叉放入水中激起水花,将物体的振动转换为纸屑的跳动和水花的溅起,从而证明声音是由物体振动产生的。
在探究“影响压力作用效果的因素”实验中,压力的作用效果不容易直接观察,我们通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果。
三、等效替代法等效替代法是指在保证某种效果相同的前提下,将陌生、复杂的问题转换成熟悉、简单的问题。
在“测量电阻”的实验中,我们可以用电阻箱替代待测电阻,调节电阻箱的阻值,使电路中的电流(或电压)与接入待测电阻时相同,此时电阻箱的阻值就等于待测电阻的阻值。
在“探究平面镜成像特点”的实验中,我们用未点燃的蜡烛替代点燃蜡烛的像,从而比较像与物的大小、位置关系等。
常有丈量物质密度的方法姓名一、测物质密度的原理和基本思路1.实验原 理 :mV2.解决两个问题 :①物体的质量m ②物体的体积 VG F 浮水gV 排3 基本思路 ( 1)解决质量用 : ①天平 ②弹簧秤③量筒和水飘荡:F 浮( 2)解决体积用: mGmgg①刻度尺(物体形状规则)②量筒、水、(加)大头针V物V排水m 排水V 物F 浮G F 拉③天平(弹簧秤) 、水V 排水g水水g④弹簧秤、水 利用浮力二、一定会的十种丈量密度的方法(无特别说明,设 ρ物 >ρ液,就是物体在液体中下沉。
)第一种方法:惯例法(天平易量筒齐备)1.形状规则的物体m ① .仪器:天平、刻度尺② .步骤:天平测质量、刻度尺量边长V=abh ③ .表达式:物2.形状不规则的物体① .仪器:天平、量筒、水② .步骤:天平测质量、 量筒测体积 21abhV=V -V③ .表达式: 物mV 2 V 13.丈量液体的密度:① .仪器:天平、量筒、小烧杯。
待测液体。
② .步骤:第一步: 天平测烧杯和待测液体的总质量 m 1 质量、第二步: 将一部分液体倒入量筒中测出体积为 V ,第三步:测出节余液体和烧杯的总质 m 2。
③ .表达式:m 1 m 2V【想想】为何不测空烧杯的质量?假如先测出空烧杯的质量在再装入适当液体,而后将所有液体倒入量筒测出体积,也能测出密度,这样做对丈量结果有什么影响?【想想】 若是被测固体溶于水,比方:食盐、白糖、怎样用量筒测出体积? 第二种方法:重锤法(ρ液 >ρ物 )1:仪器:天平砝码量筒水细线重物(石块)2:步骤:1.器械:天平(含砝码) 、细线、小烧杯、溢水杯和水.待测木块2.步骤:①用天平测出木块的质量 m.②在量筒中放适当的水。
③将石块和木块用细线栓在一同石块在下木块在上之间有适合距离。
将石块淹没在量筒中,记下体积 V 1④将木块淹没量筒中。
记下体积 V 23.表达式:m 物V 1V 2 【想想】 为何要把石块放入量筒中在记录数据V 1 ?为何没有记录装入量筒中水的体积?第三种方法:溢水等体积法(有天平、没有量筒)1. 器械:天平砝码、小烧杯、水、溢水杯、待测物体2. 步骤:13:表达式:m1物水m3 m 2第四种方法:密度瓶法1.器械:天平(含砝码)、细线、小烧杯、水.m1物水2.步骤:m3 m 2m1 m2m3m排水 m2 m1 m3 V物m 2 m1 m3剖析:V排水水3.表达式:m1物水m 2m1m 3【想想】m1+m2-m3为何等于待测物体排开水的体积?水都排到哪里去了?第五种方法:悬提法1.器械:天平(含砝码)、细线、小烧杯、水.2.步骤:m1m2m3剖析:天平右盘增添的砝码重力等于浮力m1m1m1m1m13.表达式V V m m3 - m2m3 - m2【想想】天平增添的砝码的重力为何等于物体受的浮力?直接将待测物体放入烧杯中行不可以为何?第六种方法:两提法21.器械:弹簧秤、细线、烧杯、水2.步骤 :G一提得质量mgF 浮GV 物3.表达式二 提 得 体 积F 浮G F V 排物水水gG F 拉第七种方法:一漂一沉法( 只有量筒,没有天平) ----- 丈量橡皮泥的密度1. 仪器:量筒、水一漂一沉法2. 步骤:V 2V 3V 1剖析:一漂得质量G F 浮 mg水g(V 2 V 1)m水(V 2 V 1 )一沉得体积V V3V1V 2 V 13.表达式水应变: 1.仪器:量筒 +水 +小烧杯,测密度V 3V 1一漂一沉法2.步骤:V 2V 3V 1剖析:一漂得质量GF 浮mg 水 g(V 2 V 1 ) m水(V 2 V 1 )一沉得体积V V3V1V 2 V 1V 3 水3:表达式:V 1第八种方法(杠杆均衡法)没有量筒,也没有天平1. 器械:杠杆、细线、刻度尺、烧杯、水2. 用刻度尺测出L2 和 L 2L 2 3.表达式AL 2L 2水L 1L 2L 1 L '2ooG AG BABG BAB3剖析:杠杆第一次均衡时杠杆第二次均衡时G A L 1 G B L 2 (1)( G A F 浮) L 1 G B L 2 ( 2)(1)式 可得: G AL 2A V AgL 2AL 2L 2L 2AAV A g 水 gV A L 2 A水(2)式 G AF 浮L 2 水L 2 L 2第九种方法:等压强法(丈量液体的密度)1.仪器:玻璃管 (平底薄壁) +刻度尺 +水 +大容器 剖析:玻璃管内外液体对管底压强相等P 液 P 水液gh 2水gh 1h 1液水h 2h1h 2也可用两头张口的玻璃管,下端用橡皮膜扎紧(或用薄塑料片遮住) ,橡皮膜水平常,同上。
初中物理有哪些实验方法,及每种常见初中物理实验方法1、控制变量法这是初中物理实验中用的最为广泛的一种方法。
具体可以这样理解:当实验结果受到多个因素影响时,为了研究其中某一个因素的变化对结果有何影响,就必须控制其他几个因素保持不变的方法。
具体的例子有:滑动摩擦力的大小与哪些因素有关;压力的作用效果与哪些因素有关;影响液体压强大小的因素;影响物体动能和重力势能的大小的主要因素;物体吸收或放出热量的中国与哪些因素有关;通过导体的电流与电压和电阻的关系;电流产生的热量中国与哪些因素有关,影响电磁铁磁性强弱的主要因素等等。
2、实验+假设(合理外推)法某些物理现象由于条件所限,无法直接由实验得出结论,于是我们先进行初步实验,再根据实验的规律进行合理的延伸推理从而得出结论的方法。
初中物理教材主要有两个这样的实验:研究真空不能传播声音的实验;牛顿第一定律的实验。
3、转换法有些物理现象直接通过感官看不见,摸不着很难直接进行观测加以认识,于是我们通过它们所产生或表现出来的其他看的见,摸的着的现象就能间接的认识它的一种方法。
比如:马德堡半球实验间接反映了大气压不但存在且很大;研究电流产生热量的中国是通过观察温度计的变化而间接反映出来的;研究影响动能大小因素时通过观察木块被小球推动的距离来反映小球动能大小的;研究电磁铁的磁性是通过它吸引铁钉的数目中国来判断它的磁性强弱的;研究滑动摩擦力时通过观察匀速拉动物体的弹簧测力计的示数就反映了摩擦力的大小等等。
4、等效法实验中为了研究的方便,用一个物理量来代替其他的物理量而不会改变物理效果的一种方法。
比如:研究合力与各个分力的关系时用一个合力取代了各个分力的共同作用;研究串并联电路的电阻特点时用总电阻替代了各部分电阻等等。
初中物理新课标中所涉及到的实验方法还有很多,但作为中招考试以上四种方法是最常出现的,尤其是在实验题方面,这只是自己几十年来教学的体会,希望对你有所帮助!初中物理各种实验探究方法,及其代表实验有哪些.能研究物理的科学方法有许多,经常用到的有观察法、实验法、比较法、类比法、等效法、转换法、控制变量法、模型法、科学推理法等.研究某些物理知识或物理规律,往往要同时用到几种研究方法.如在研究电阻的大小与哪些因素有关时,我们同时用到了观察法(观察电流表的示数)转换法(把电阻的大小转换成电流的大小、通过研究电流的大小来得到电阻的大小)归纳法(将分别得出的电阻与材料、长度、横截面积、温度有关的信息归纳在一起)和控制变量法(在研究电阻与长度有关时控制了材料、横截面积)等方法.可见,物理的科学方法题无法细致的分类.只能根据题意看题中强调的是哪一过程,来分析解答.下面我们将一些重要的实验方法进行一下分析.一、控制变量法物理学研究中常用的一种研究方法—控制变量法.所谓控制变量法,就是在研究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制,使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化,最终解决所研究的问题.可以说任何物理实验,都要按照实验目的、原理和方法控制某些条件来研究.如:导体中的电流与导体两端的电压以及导体的电阻都有关系,中学物理实验难以同时研究电流与导体两端的电压和导体的电阻的关系,而是在分别控制导体的电阻与导体两端的电压不变的情况下,研究导体中的电流跟这段导体两端的电压和导体的电阻的关系,分别得出实验结论.通过学生实验,让学生在动脑与动手,理论与实践的结合上找到这“两个关系”最终得出欧姆定律I=U/R.为了研究导体的电阻大小与哪些因素有关,控制导体的长度和材料不变,研究导体电阻与横截面积的关系.为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,保证压力相同时,研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系.利用控制变量法研究物理问题,注重了知识的形成过程,有利于扭转重结论、轻过程的倾向,有助于培养学生的科学素养,使学生学会学习.中学物理课本中,蒸发的快慢与哪些因素的有关;滑动摩擦力的大小与哪些因素有关;液体压强与哪些因素有关;研究浮力大小与哪些因素有关;压力的作用效果与哪些因素有关;滑轮组的机械效率与哪些因素有关;动能、重力势能大小与哪些因素有关;导体的电阻与哪些因素有关;研究电阻一定、电流与电压的关系;研究电压一定、电流和电阻的关系;研究电流做功的多少跟哪些因素有关系;电流的热效应与哪些因素有关;研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系;研究影响力的作用效果的因素;研究琴弦发声的音调与弦粗细、松紧、长短的关系;研究物体吸热与物质种类、质量、温度的关系;研究通电导体在磁场中的受力与哪些因素有关;研究影响感应电流的方向因素等均应用了这种科学方法.二、转换法一些比较抽象的看不见、摸不着的物质的微观现象,要研究它们的运动等规律,使之转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们.这种方法在科学上叫做“转换法”如:分子的运动,电流的存在等,如:空气看不见、摸不到,我们可以根据空气流动(风)所产生的作用来认识它;分子看不见、摸不到,不好研究,可以通过研究墨水的扩散现象去认识它;电流看不见、摸不到,判断电路中是否有电流时,我们可以根据电流产生的效应来认识它;磁场看不见、摸不到,我们可以根据它产生的作用来认识它.再如,有一些物理量不容易测得,我们可以根据定义式转换成直接测得的物理量.在由其定义式计算出其值,如电功率(我们无法直接测出电功率只能通过P=UI利用电流表、电压表测出U、I计算得出P)电阻、密度等.中学物理课本中,测不规则小石块的体积我们转换成测排开水的体积(这里也有等效思维)我们测曲线的长短时转换成细棉线的长度在测量滑动摩擦力时转换成测拉力的大小大气压强的测量(无法直接测出大气压的值,转换成求被大气压压起的水银柱的压强)测硬币的直径时转换成测刻度尺的长度测液体压强(我们将液体的压强转换成我们能看到的液柱高度差的变化)通过电流的效应来判断电流的存在(我们无法直接看到电流)通过磁场的效应来证明磁场的存在(我们无法直接看到磁场)研究物体内能与温度的关系(我们无法直接感知内能的变化,只能转换成测出温度的改变来说明内能的变化)在研究电热与电流、电阻的因素时,我们将电热的多少转换成液柱上升的高度.在我们研究电功与什么因素有关的时候,我们将电功的多少转换成砝码上升的高度.密度、功率、电功率、电阻、压强(大气压强)等物理量都是利用转换法测得的.物体发生形变或运动状态改变可证明此物受到力的作用;苹果落地可证明重力存在;马得堡半球实验可证明大气压的存在;雾的出现可证明空气中含有水蒸气;影的形成可以证明光沿直线传播;月食现象可证明月亮不是光源;奥斯特实验可证明电流周围有磁场;指南针指南北可证明地磁场的存在;手机能打电话可证明电磁波的存在;扩散现象可证明分子做无规则运动;铅块实验可证明分子间引力的存在;运动的物体能对外做功可证明它具有能.在我们回答动能与什么因素有关时,我们回答说小球在平面上滑动的越远则动能越大,就是将动能的大小转换成了小球运动的远近.以上列举的这些问题均应用了这种科学方法.例:1、分子运动看不见、摸不着,不好研究,但科学家可以通过研究墨水的扩散现象去认识它,这种方法在科学上叫做“转换法’下面是小明同学在学习中遇到的四个研究实例,其中采取的方法与刚才研究分子运动的方法相同的是(A.利用磁感应线去研究磁场问题B.电流看不见、摸不着,判断电路中是否有电流时,我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定C.研究电流与电压、电阻关系时,先使电阻不变去研究电流与电压的关系:然后再让电压不变去研究电流与电阻的关系D.研究电流时,将它比做水流三、放大法在有些实验中,实验的现象我们是能看到的,但是不容易观察.我们就将产生的效果进行放大再进行研究.比如音叉的振动很不容易观察,所以我们利用小泡沫球将其现象放大.观察压力对玻璃瓶的作用效果时我们将玻璃瓶密闭,装水,插上一个小玻璃管,将玻璃瓶的形变引起的液面变化放大成小玻璃管液面的变化.严格说放大法也属于转换法.四、积累法在测量微小量的时候,我们常常将微小的量积累成一个比较大的量、比如在测量一张纸的厚度的时候,我们先测量100张纸的厚度在将结果除以100,这样使测量的结果更接近真实的值就是采取的积累法.要测量出一张邮票的质量、测量出心跳一下的时间,测量出导线的直径,均可用积累法来完成.严格地说积累法也属于转换法.五、类比法在我们学习一些十分抽象的,看不见、摸不着的物理量时,由于不易理解我们就拿出一个大家能看见的与之很相似的量来进行对照学习.如电流的形成、电压的作用通过以熟悉的水流的形成,水压使水管中形成了水流进行类比,从而得出电压是形成电流的原因的结论.学生在学习电学知识时,在老师的引导下,联想到:水压迫使水沿着一定的方向流动,使水管中形成了水流;类似的,电压迫使自由电荷做定向移动使电路中形成了电流.抽水机是提供水压的装置;类似的,电源是提供电压的装置.水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能;类似的,电流通过电灯时,消耗的电能转化为内能.我们学习分子动能的时候与物体的动能进行类比;学习功率时,将功率和速度进行类比.例:1、某同学在学习电学知识时,在老师的引导下,联想力学实验现象,进行比较并找出了一些相类似的规律,其中不准确的是(A.水压使水管中形成水流;类似地,电压使电路中形成电流B.抽水机是提供水压的装置;类似地,电源是提供电压的装置C.抽水机工作时消耗水能;类似地,电灯发光时消耗电能D.水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能:类似地,电流通过电灯时,消耗电能转化为内能和光能通过类比,用大家熟悉的水流、水压的直观认识,使得看不见、摸不着的抽象的电流、电压等知识跃然纸面,栩栩如生.六、理想化物理模型:实际现象和过程一般都十分复杂的,涉及到众多的因素,采用模型方法对学习和研究起到了简化和纯化的作用.但简化后的模型一定要表现出原型所反映出的特点、知识.模型法有较大的灵活性.每种模型有限定的运用条件和运用的范围.中学课本中很多知识都应用了这个方法,比如有:液柱、比如在求液体对竖直的容器底的压强的时候,我们就选了一个液柱作为研究的对象简化,简化后的模型依然保留原来的特点和知识)光线、在我们学习光线的时候光线是一束的,而且是看不见的,我们使用一条看的见的实线来表示就是将问题简化,利用了理想化模型)液片、在我们研究连通器的特点,求大气压时我们都在某一位置取了一个液面,研究该液面所受到的压强和压力,也是将问题简化,利用理想化模型法)光沿直线传播;在我们学习中我们知道真正的空气是各处都不均匀的,比如越往上空气越稀薄,在比如因为空气各处不均匀形成了风,而在光是沿直线传播一节中我们将问题简化,只取一个简单的模型,一条光线在均匀的介质中传播)匀速直线运动;生活中很少有一个物体真正的做匀速直线运动,在我们研究问题的时候匀速直线运动只是一个模型)磁感线(磁感线是不存在的一条线,但是我们为了便于研究磁场我们人为的引入了一条线,将我们研究的问题简化.光滑平面(研究力学时常用到光滑平面,即物体表面没有摩擦,但是真正没有摩擦的表面是没有的.为了问题的简化就把很小的摩擦不考虑就假设物体表面光滑)例:1、在我们学习物理知识的过程中,运用物理模型进行研究的是(多项选择A、建立速度概念B、研究光的直线传播C、用磁感应线描述磁场D、分析物体的质量七、科学推理法:当你在对观察到的现象进行解释的时候就是在进行推理,或说是在做出推论,例如当你家的狗在叫的时,你可能会推想有人在你家的门外,要做出这一推论,你就需要把现象(狗的叫声)与以往的知识经验,即有陌生人来时狗会叫结合起来.这样才能得出符合逻辑的答案如:在进行牛顿第一定律的实验时,当我们把物体在越光滑的平面运动的就越远的知识结合起来我们就推理出,如果平面绝对光滑物体将永远做匀速直线运动.如:在做真空不能传声的实验时,当我们发现空气越少,传出的声音就越小时,我们就推理出,真空是不能传声的.八、等效替代法:比如在研究合力时,一个力与两个力使弹簧发生的形变是等效的,那么这一个力就替代了两个力所以叫等效替代法,在研究串、并联电路的总电阻时,也用到了这样的方法.在平面镜成像的实验中我们利用两个完全相同的蜡烛,验证物与像的大小相同,因为我们无法真正的测出物与像的大小关系,所以我们利用了一个完全相同的另一根蜡烛来等效替代物体的大小.九、归纳法:是通过样本信息来推断总体信息的技术.要做出正确的归纳,就要从总体中选出的样本,这个样本必须足够大而且具有代表性.在我们买葡萄的时候就用了归纳法,我们往往先尝一尝,如果都很甜,就归纳出所有的葡萄都很甜的,就放心的买上一大串.比如铜能导电,银能导电,锌能导电则归纳出金属能导电.在实验中为了验证一个物理规律或定理,反复的通过实验来验证他的正确性然后归纳、分析整理得出正确的结论.在阿基米德原理中,为了验证F浮=G排,我们分别利用石块和木块做了两次实验,归纳、整理均得出F浮=G排,于是我们验证了阿基米德原理的正确性,使用的正是这种方法.在验证杠杆的平衡条件中,我们反复做了三次实验来验证F1×L1=F2×L2也是利用这种方法.一切发声体都在振动结论的得出(在实验中对多种结论进行分析整理并得出最后结论时)都要用到这一方法.在验证导体的电阻与什么因素有关的时候,经过多次的实验我们得出了导体的电阻与长度,材料,横截面积,温度有关,也是将实验的结论整理到一起后归纳总结得出的.在所有的科学实验和原理的得出中,我们几乎都用到了这种方法.运用归纳法得出的结论更具有普遍性.运用这种思维方法时实验一定要改变条件多做几次,否则得出的结论可能是特殊结论,而不具备普遍性.十、比较法(对比法)当你想寻找两件事物的相同和不同之处,就需要用到比较法,可以进行比较的事物和物理量很多,对不同或有联系的两个对象进行比较,我们主要从中寻找它们的不同点和相同点,从而进一步揭示事物的本质属性.如,比较蒸发和沸腾的异同点.如,比较汽油机和柴油机的异同点如,电动机和热机.如,压表和电流表的使用利用比较法不仅加深了对它们的理解和区别,使同学们很快地记住它们,还能发现一些有趣的东西.十一、分类法把固体分为晶体和非晶体两类、导体和绝缘体.十二、观察法物理是一门以观察、实验为基础的学科.人们的许多物理知识是通过观察和实验认真地总结和思索得来的.著名的马德堡半球实验,证明了大气压强的存在.在教学中,可以根据教材中的实验,如长度、时间、温度、质量、密度、力、电流、电压等物理量的测量实验中,要求学生认真细致的观察,进行规范的实验操作,得到准确的实验结果,养成良好的实验习惯,培养实验技能.大部分均利用的是观察法.十三、比值定义法:例:密度、压强、功率、电流等概念公式采取的都是这样的方法.十四、多因式乘积法:例:电功、电热、热量等概念公式采取的都是这样的方法.十五、逆向思维法例:由电生磁想到磁生电以上这些方法,还只是在初中物理的学习中会遇到和使用的一些科学方法,列举出来,希望能够给大家一些帮助.也希望大家都来关注这方面的问题,多了解和掌握一些科学方法,灵活运用,以便于指导我们的学习,工作和生活.初中物理的实验方法有哪些物理中探究实验的方法有:一.对比(比较法)寻找几个事物共同点或不同点的研究方法叫对比,这是一种常用的研究方法。
物理实验探究的八种方法
物理实验探究的八种方法
物理实验探究方法
一、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。
二、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、使用范围等方而都有不同。
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。
三、控制变量法
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,应选用材料横截而相同的导线,为了研究导体的电阻与导体材料的关系,应选用长度和横截而相同的导线,为了研究导体的电阻与导体横截而的关系,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。
四、等效替代法
所谓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,它在物理学中有着广泛的应用。
实例:研究串联并联电路关系时引入总电阻(等效电阻)的概念, 在串联电路中把几个电阻串联起来,相当于增加了导体的长度,所以总电阻比任何一个串联电阻都大,把总电阻称为串联电路的等效电阻。
在并联电路中把几个电阻并联起来,相当于增加了导体的横截而积,所以总电阻比任何一个并联电阻都小,把总电阻称为并联电路的等效电阻;在电路分析中可以把不易分析的复杂电路简化成为较为简单的等效电路;在研究同一直线上的二力的关系时引入合力的概念也是运用了等效替代法。
五、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。
初中物理在研究概念规律和实验中多处应用了这种方法。
六、类比法
实例:电压与水压;电流与水流;内能与机械能;原子结构与太阳系;水波与电磁波;通信与鸽子传递信件;功率概念与速度概念的形成。
在物理学中运用类比方法可以引导学生自己获取知识,有助于提出假说进行推测,有助于提出问题并设想解决问题的方向。
类比可激发学生探索的意向,引导学生进行探索使学生成为自觉积极的活动,发展学生的思维能力。
类比是科学家最常运用的一种思维方法,由这种方法得出的结论虽然不一定可靠,但是,在逻辑中却富有创造性。
类比的事例很多这就需要平时多留心不断地总结找到比较恰当的事例做类比。
七、建立模型法
实例:研究肉眼观察不到的原子结构时,建立原子核式结构模型;研究光现象时用到光线模型;研究磁现象是用到磁感线模型;力的示意图或力的图示是实际物体和作用力的模型;电路图是实物电路的模型;研究发电机的原理和工作过程用挂图及手摇发电机模型;研究内燃机结构和工作原理用挂图及汽油机柴油模型。
八、理想实验
所谓理想实验又叫“假想实验”“抽象的实验”或“思想上实验” 它是人们在思想中塑造的理想过程,是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法。
理想实验虽然也叫实验,但它同所说的真实的科学实验是有原则区别的,真实的科学实验是一种实践活动,而理想实验则是一种思维的活动,前者是可以将设计通过物理过程而实现的实验,后者则是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的实验。
但是,理想实验并不是脱离实际的主观臆想。
首先,理想实验是以实践为基础的,所谓的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做出更深入一层的抽象分析。
其次,理想实验的推广过程是以一定的逻辑法则为根据的,而这些逻辑法则都是从长期的社会实践中总结出来的并为实践所证实了的。
理想实验在自然科学的理想研究中有着重要的作用。
但是,理想实
验的方法也有其一定的局限性,理想实验只是一种逻辑推理的思维过程,它的作用只限于逻辑上的证明与反驳,而不能用来作为检验正确与否的标准。
相反,由理想实验所得出的任何推论都必然由观察实验的结果来检验。