初中物理常用的实验及科学方法
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初中物理中常用的科学研究方法㈠等效(替代)法:⑴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于分力。
⑵在电路中,若干个电阻,可以等效为一个合适的电阻,反之亦可,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。
⑷在研究平面镜成像实验中,用两根完全相同的蜡烛,其中一根等效另一根的像。
㈡建立理想模型法:⑴匀速直线运动,就是一种理想模型。
在生活实际中严格的匀速直线运动是无法找到的,但有很多的运动情形都近似于匀速直线运动,按匀速直线运动来处理,大大简化了难度,得出的结果又具有极高的精度,在允许的误差范围内与实际相吻合。
⑵杠杆也是一种理想模型,杠杆在实际使用时,由于受力的作用,都会引起或大或小的形变,可忽略不计,因此,我们就把杠杆理想化,认为它无形变。
⑶汛期,江河中的水有时会透过大坝下的底层从坝外的地面冒出来,形成“管涌”,“管涌”的物理模型是连通器。
⑷光线、磁感线都是虚拟假定出来的,但它们却直观、形象地表述物理|青境与事实,方便地解决问题。
通过磁感线研究磁场的分布,通过光线研究光的传播路径和方向。
㈢控制变量法:⑴研究滑动摩擦力与压力和接触面之间的关系。
⑵研究压力的作用效果(压强)与压力和受压面积的关系。
⑶研究液体的压强与液体的密度和深度的关系。
⑷研究物体的动能与质量和速度的关系。
⑸研究物体的势能与质量和高度的关系。
⑹研究弦乐器的音调与弦的松紧、长短和粗细的关系。
⑺研究电流与电阻、电压之间的关系即欧姆定律。
⑻研究导体电阻大小跟导体的材料、长度、横截面积的关系。
⑼研究电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。
⑽研究电磁铁的磁性与线圈的匝数和电流的大小的关系。
⑾研究蒸发快慢与液体温度、液体的表面积和液体上方空气的流动快慢有关。
㈣实验推理法:⑴研究牛顿第一定律。
⑵研究真空中能否传声。
⑶“自然界中只存在两种电荷”这一重要结论,是在实验的基础上进行推理得出来的。
初中物理五大实验方法1 实物试验法实物试验法是中学物理学中常用的实验方法之一,有时也被称作“物体实验”或“现象实验”。
它是指用具体物品进行实验,对自然现象的研究,并基于实践结果,对物理规律的探索过程。
实物实验是物理学研究中最有说服力的外在检验表现方式,它支持人们以实际实物为基础去发明、改良或验证相关科学理论。
2 数学模拟法数学模拟法是中学物理学中常用的实验方法之一,也是将复杂的物理过程或物理问题用数学方法分析的实验方法。
实验的主要目的在于使用数学模型来发现和描述物理现象,并为实现物理现象给出数学证明提供依据。
另外,在物理研究中,还可以通过数学模拟法得出经验公式,以便更好地揭示物理现象。
3 配方实验法配方实验法是指实验用户按照特定的配比和程序进行实验,目的是发现出物理规律、建立实验模型或完善已有模型。
实验中,用户可以设定变量,并按照一定的步骤操作,控制环境条件,运用仪器设备,改变和控制参数,将实验结果用表格的形式以数据形式记录下来。
4 比较法比较法是一种比较测试的实验方法,其实质是在实验中把物理量的两个变量的变化进行比较,从而以此来发现变量之间的关系。
通常,比较法是通过改变变量值的大小,或两个变量的值在某个范围内有明显的变化来发现物理量之间的关系。
5 仿真实验法仿真实验法是指在计算机模拟系统中模拟复杂实验过程和数学模型的实验过程。
实验者使用计算机模拟技术以及有关仿真软件,建立物理系统的软件模型,表示相关物理量的变化,进行实验操作,并记录下观察和测量结果。
实验者还可以对不同情景进行模拟测试,从而验证和发现物理现象。
物理常用实验方法初二物理的实验方法有哪些初中常用物理实验方法巴普洛夫认为:“重要的是科学方法,生态学是思想的总结,认识一个科学家的方法远比认识他的成果价值要大。
”为培养学生科学探究精神,实践能力和创新意识,帮助学生提高素质,我们在教学中要十分重视科学方法微生物学的培养。
探究物理实验的科学方法有许多种, 常用的有观察法、比较法、控制变量法、等效替代法、转换法、类比法、建立模型法、理想实验、图像法。
一、观察法。
观察法是人们为了认识事物的本质和规律有本意有计划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,是最基本最直接的这样一来生物学方法。
简单的讲观察法就是看仔细地看。
但它和一般的看不尽相同,观察是人的眼睛在大脑的指导下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,应该先要观察它的量程,认清它的刻度值。
实验液滴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的运动状态,观察正在发声的音叉弹出插入水中激起水花,观察悬挂的乒乓球接触发声的音叉时的运动情况,就摇动会发现发出声音的物体都在振动;除此之外还有光的反射光规律;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点差异和共同点。
比较是抽象与概括的前提,通过比较可以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学术研究的最基本的方法。
如,比较蒸发和弥漫的异同点,比较动力装置和柴油机的异同点,电动机和热机 ,电压表和电流表的取用利用比较法不仅加深了对它们的理解和区别,以使同学们很快地记住它们,还能发现一些有趣的东西。
实例:象汽车轮船火车飞机它们的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。
初中物理常用的实验及科学方法物理实验是培养学生科学素养、提高学生实践操作和科学研究能力的重要途径。
下面将介绍几个常用的初中物理实验以及相关的科学方法。
1.用水杯演示光的折射实验实验目的:观察光在不同介质中的传播规律,了解光在折射时的基本原理。
实验步骤:(1)在一个透明的水杯中倒入一些水。
(2)用一个直尺将一束光从空气中射向水杯中的水面。
(3)观察光束经过折射后的变化。
实验原理:光在传播过程中会根据斯涅尔定律发生折射,即入射角和折射角之间有一个固定的比值。
在这个实验中,可以观察到光束从空气到水时会发生折射,并且折射角会比入射角小。
2.用弹簧测力计测力实验实验目的:通过测力实验,理解物体的受力情况,并掌握测量力的方法。
实验步骤:(1)将被测物体挂在弹簧测力计上。
(2)读取弹簧测力计上的示数。
实验原理:根据胡克定律,物体所受力的大小与其形变是成正比的。
利用弹簧的弹性特性和弹簧测力计的刻度,可以测量物体所受的力的大小。
3.利用小火箭测风速实验实验目的:通过测量小火箭在不同风速下的飞行时间,了解风速的概念和测量方法。
实验步骤:(1)将小火箭放在具有刻度的直角尺上,并用一只遥控器控制它向前飞行。
(2)在飞行距离已知的情况下,测量不同风速下小火箭的飞行时间。
实验原理:小火箭的飞行速度与风速成正比。
通过测量小火箭在不同风速下的飞行时间,可以间接得到风速的大小。
科学方法是指科学研究中遵循的一系列规范和程序。
以下是常用的科学方法:1.提出问题:根据实际情况或既有知识,提出一个明确的问题或假设。
2.做实验:设计实验,收集数据,观察和记录现象和结果。
3.分析数据:对实验数据进行统计和分析,寻找数据之间的关系和规律。
4.得出结论:根据数据的分析结果,得出有关问题或假设的结论。
5.验证结论:通过再次进行实验或观察,验证得出的结论是否正确。
6.提出新问题:根据验证的结果,再次提出新的问题或假设,进一步探索和研究。
通过实验和科学方法,学生能够亲自操作和观察现象,培养科学思维和解决问题的能力。
初中物理常用的科学方法一、控制变量法控制变量法是初中物理实验中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。
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。
这种方法在整个初中物理实验中的应用比较普遍。
例如在人教版实验教科书《物理》(八年级上册)第一章第一节关丁探究声是怎样传播的实验中,就开始渗透控制变量的思想。
因为固体、液体和气体都是传声的介质,我们逐一研究它们分别可以传声时,就必须控制其它两个因素。
在进行该实验时恰当地点拨,提出:把两张课桌紧紧地挨在一起,一个同学轻敲桌面,另一个同学把耳朵贴在另一张桌子上,听到的敲击声为什么就能认为是桌子传来而不是空气传来的?”分析比较,使学生体验到控制变量的思想。
在接着的探究影响音调、响度等因素的实验中,把控制变量的思想对学生给予简要的介绍,就会使学生逐步领悟到控制变量法的实质要领,为以后的探究实验作好方法上的准备。
在初中物理中,探究影响滑动摩擦力大小的因素;决定压力作用效果的因素;影响液体压强的大小的因素;影响动能大小的因素;影响重力势能大小的因素;影响蒸发快慢的因素;影响导体电阻大小的因素;电流跟电压电阻的关系;影响电功、电热大小的因素;影响电磁铁磁性强弱的因素;影响磁场对通电导体力的大小的因素等等实验,运用了控制变量法。
二、等效替代法等效替代法是指在研究某一个物理现象和规律中,因实验本身的特殊限制或因实验器材等限制,不可以或很难直接揭示物理本质,而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法。
这种方法若运用恰当,不仅能顺利得出结论,而且容易被学生接受和理解。
例如,在探究平面镜成像规律的实验中,用玻璃板替代了平■面镜,因两者在成像特征上有共同之处,容易使学生接受,而玻璃板乂是透明的,能通过它观察到玻璃板后面的蜡烛,便丁研究像的特点,揭示出规律。
初中物理实验方法有哪些在初中物理学习中,实验是非常重要的一环,通过实验可以让学生更直观地了解物理现象,掌握物理知识。
下面将介绍一些初中物理常见的实验方法。
1. 测量长度,使用尺子或游标卡尺进行长度的测量。
在实验中,可以通过测量不同物体的长度,比较它们的大小,并且掌握正确使用测量工具的方法。
2. 测量时间,使用秒表或计时器进行时间的测量。
例如,通过测量摆锤的摆动周期来测量时间,或者测量小车在斜面上滑行的时间,从而掌握时间测量的方法。
3. 测量质量,使用天平或弹簧秤进行质量的测量。
通过比较不同物体的质量,掌握正确使用天平或弹簧秤的方法。
4. 测量温度,使用温度计进行温度的测量。
可以通过测量不同物体的温度变化,或者测量不同环境下的温度,来掌握正确使用温度计的方法。
5. 观察光的反射和折射现象,使用凸透镜、凹透镜、平面镜等光学器材,进行光的反射和折射实验。
通过观察光线在不同介质中的传播情况,了解光的反射和折射规律。
6. 测量力和运动,使用弹簧测力计、滑轮组等器材,进行力和运动的实验。
例如,通过测量不同物体受到的力和加速度,来了解牛顿定律和运动规律。
7. 测量电流和电压,使用电流表、电压表等电学仪器,进行电流和电压的测量。
可以通过串联、并联电路的实验,来了解电流和电压的变化规律。
8. 声音的传播,使用共鸣管、音叉等器材,进行声音的传播实验。
通过调节共鸣管的长度,或者改变音叉的频率,来了解声音的传播规律。
通过以上实验方法,可以帮助学生更好地理解物理知识,培养实验操作能力和科学思维能力。
同时,老师在教学中也可以根据学生的实际情况,选择合适的实验内容,引导学生进行探究性学习,激发学生的学习兴趣,提高学生的学习效果。
希望以上内容对初中物理实验方法有所帮助。
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。
初二物理题目:物理实验有哪些科学方法一、比较法将待测物理量与选做标准单位的物理量进行比较的方法叫比较法。
如测量物体长度,用天平称量质量,用电桥测电阻等。
有时光有标准量具还不够,还需要配置比较系统,使被测量量与标准量实现比较。
如:测量金属在某温度下的比热容。
因为金属的比热容随温度的升高而变大,可以找一个在该温度下比热容的金属材料,用比较法测,把两者做成形状相同的样品,加热到一定温度让其自然冷却,作降温曲线(T-t曲线)由牛顿冷却定律即可得解。
比较法是物理实验中最普通、最基本的实验方法,也是实验设计中设计对照实验的基础。
二、替代法用已知的标准量去代替未知的待测量,以保持状态和效果相同,从而推出待测量的方法叫替代法。
如用合力替代各个分力,用总电阻替代各部分电阻,浮力替代液体对物体的各个压力等。
三、累积法又称叠加法。
将微小量累积后测量求平均的方法,能减小相对误差。
实验中也经常涉及这一方法。
如在《用单摆测定重力加速度》实验中,需要测定单摆周期,用秒表测一次全振动的时间误差很大,于是采用测定30-50次全振动的时间T,从而求出单摆的周期T=t/n(n为全振动次数)四、控制法在中学许多物理实验中,往往存在着多种变化的因素,为了研究它们之间的关系可以先控制一些量不变,依次研究某一个因素的影响。
如通过导体的电流I受到导体电阻R和它两端电压U的影响,在研究电流I与电阻R的关系时,需要保持电压U不变;在研究电流I与电压U的关系时,需要保持电阻R不变。
五、留迹法有些物理现象瞬间即逝,如运动物体所处的位置、轨迹或图像等,用留迹法记录下来,以便从容地测量、比较和研究。
如在《测定匀变速直线运动的加速度》验证牛顿第不运动定律》验证机械能守恒定律》等实验中,就是通过纸带上打出的点记录下小车(或重物)在不同时刻的位置(位移)及所对应的时刻,从而可从容计算小车在各个位置或时刻的速度并求出速度;对于简谐运动,则是通过摆动的漏斗漏出的细沙落在匀速拉动的硬纸板上而记录下各个时刻摆的位置,从而很方便地研究简谐运动的图像;利用闪光照相记录自由落体运动的轨迹等实验都采用了留迹法。
初中物理24个实验知识点总结一.伏安法测电阻1、定义:用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻,这种用电压表电流表测电阻的方法叫伏安法。
2、原理:I=U/R3、电路图: (右图)4、步骤:①根据电路图连接实物。
连接实物时,必须注意 开关应断开② 检查电路无误后,闭合开关S ,三次改变滑动变阻器的阻值,分别读出电流表、电压表的示数,填入表格。
③算出三次Rx 的值,求出平均值。
④整理器材。
5、讨论:⑴本实验中,滑动变阻器的作用:改变被测电阻两端的电压(分压),同时又保护电路(限流)。
⑵测量结果偏小是因为:有部分电流通过电压表,电流表的示数大于实际通过Rx 电流。
根据Rx=U/I 电阻偏小。
⑶如图是两电阻的伏安曲线,则R 1>R 2 (4)若UI 线是曲线:说明组织随温度的变化而变化滑动变阻器 变阻(“一上一下”)阻值最大(“滑片远离接线柱”)串联在电路中 电流表 “+”接线柱流入,“-”接线柱流出量程选择:算最大电流 I=U/Rx 并联在电路中电压表“+”接线柱流入,“-”接线柱流出 量程选择:看电源电压二.伏安法测灯泡的额定功率:①原理:P=UI2电路图③选择和连接实物时须注意:电源:其电压高于灯泡的额定电压滑动变阻器:接入电路时要变阻,且调到最大值。
根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。
电压表:并联在灯泡的两端“+”接线柱流入,“-”接线柱流出。
根据额定电压选择电压表量程。
电流表:串联在电路里““+”接线柱流入,“-”接线柱流出。
根据I额=P额/U额或I额=U额/R 选择量程。
三. 电热1、实验:目的:研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关?原理:根据煤油在玻璃管里上升的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少。
实验采用煤油的目的:煤油比热容小,在相同条件下吸热温度升高的快:是绝缘体2、焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
专题三初中物理常用的主要实验方法与实例专题三初中物理常用的主要实验方法与实例一、主要实验方法1.控制变量法。
就是把一个多因素影响某一物理量的问题,通过控制某几个因素不变,只让其中一个因素改变,从而转化为多个单一因素影响某一物理量的问题的研究方法。
这种方法在实验装置图上的反映为:某两次试验只有一个条件不相同,若两次试验结果不同,则与该条件有关,否则无关。
反过来,若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关,则应只使该因素不同,而其他因素均应相同。
控制变量法是中学物理中最常用的方法。
2.等效替代法。
将某个物理量用另外一个物理量来替代,得到同样的结论,这种方法叫“等效替代法”。
(1)由于作用效果相同,而相互取代,如用合力取代分力、用总电阻取代分电阻等。
(2)由于平衡等原因而出现两个同类的物理量有等值关系,从而可以相互取代,如用弹簧测力计水平匀速拉动木块时,弹簧测力计对木块的拉力大小等于滑动摩擦力;测石块密度时,石块排开水的体积等于石块的体积。
3.转换法。
在研究看不见的物质或现象时,可以通过研究该物质现象或所产生的可见的效果,由此进一步分析物质或现象,这种方法叫转换法。
注意:“等效替代法”虽然也包涵有转换法的思想,但其研究主体已发生转移,而转换法则是通过研究主体所产生的效果来上朔其原因的一种研究方法。
4.实验推理法(理想实验法)。
有一些物理现象(如物体在光滑水平面上会怎样运动?),由于受实验条件所限,无法直接验证,需要我们先进行实验,再进行合理推理得出正确结论,这也是一种常用的科学方法。
如物体在光滑的水平面上可以永远运动下去、真空不能传声等结论,都是这样得到的。
这些结论实际上是推理得到的,不可能用实验验证,因此,这种方法也称为“科学推理法”、“实验推理法”、“实验 + 推理法”等。
5.类比法。
所谓类比就是“触类旁通”“举一反三”实际上是一种从特殊到特殊,从一般到一般的推理,它是根据两个或两类对象之间在某些方面的相同或相似而推出他们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。
初中物理常用的实验及科学方法初中物理常用的主要实验方法: 1.控制变量法 2.等效替代法 3.转换法4.实验推理法(理想实验法)5.类比法6.物理模型法(理想模型法)一、使用控制变量法的实验1.探究物体运动的快慢;2.探究滑动摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度的关系;3.探究物体的动能大小与质量和速度的关系;4.探究压力的作用效果与压力的大小和受力面积的关系;5.探究液体的压强与液体的密度和深度的关系;6.探究液体蒸发的快慢与哪些因素有关;7.探究电磁铁磁性与线圈的匝数和电流大小的关系;8.探究导体电阻大小跟导体材料、长度、横截面积关系;9.探究电流与电压和电阻的关系(即欧姆定律)。
10.探究电流产生的热量与电流、电阻的关系.二、等效替代法:将某个物理量用另外一个物理量来替代,得到同样的结论的方法。
1、测量不规则小块固体的体积时,用它排开水的体积等效固体的体积;2、测量摩擦力的大小时,用二力平衡的原理测得拉力,从而得知摩擦力的大小;3、托里拆利实验中,利用水银柱产生的压强与大气压等效的方法测定大气压的数值;4、在研究平面镜成像实验中,用两根完全相同的蜡烛,其中一根等效另一根的像;5、求多个用电器组成的串、并联电路的总电阻。
三、转换法:在研究看不见的物质或现象时,可以通过研究该物质现象或所产生的可见的效果,由此进一步分析物质或现象,这种方法叫转换法。
注意:“等效替代法”虽然也包涵有转换法的思想,但其研究主体已发生转移,而转换法则是通过研究主体所产生的效果来上朔其原因的一种研究方法。
转换法的实验例子:1、利用小球的振动来判断发声体在振动;2、根据苹果落地的现象证明重力的存在;3、利用小桌陷入海绵的深度判断压力的作用效果;4、根据小球将木块推动的远近来判断小球动能的大小;5、利用纸片的飘动来判断气体压强的变化;6、根据马德堡半球实验的现象证明大气压的存在;7、通过扩散现象研究分子的热运动;8、判断电路中是否有电流时,可通过电路中的灯泡是否发光去确定;9、判断磁场是否存在时,可用小磁针放在其中看是否转动来判断;10、电磁铁的磁性强弱通过它吸引大头针的多少来确定。
四、实验加推理法:有一些物理现象(如物体在光滑水平面上会怎样运动?),由于受实验条件所限,无法直接验证,需要我们先进行实验,再进行合理推理得出正确结论,这也是一种常用的科学方法。
如物体在光滑的水平面上可以永远运动下去、真空不能传声等结论,都是这样得到的。
这些结论实际上是推理得到的,不可能用实验验证,因此,这种方法也称为“科学推理法”、“实验推理法”、“实验 + 推理法”等。
1.真空不能传声实验(因为我们不能得到绝对的真空)2.牛顿第一定律实验(因为不存在不受力的物体)五、类比法1.用水波类比声波2.用水流类比电流用水压类比电压3.在研究分子的作用力时,用弹簧的作用力进行类比六、理想模型法:“理想模型”是物理学中的一个重要的研究方法,运用这种方法的目的,就是为了摒弃次要条件,突出主要因素,对实际问题进行理想化处理,从而方便对物理本质的研究。
在物理学中,常常把实际研究对象或实际过程抽象成为“理想模型”。
使用理想模型法的例子1、光线__在研究光的传播路径和方向时,引入光线;2、磁感线------在研究磁场的分布时,引入磁感线;3、原子结构-----在研究原子的组成时,引入原子核式结构模型。
4、将撬棒、剪刀等抽象为杠杆电学中各物理量求解公式表一、控制变量法控制变量法是初中物理实验中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。
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。
这种方法在整个初中物理实验中的应用比较普遍。
例如在人教版实验教科书《物理》(八年级上册)第一章第一节关于探究声是怎样传播的实验中,就开始渗透控制变量的思想。
因为固体、液体和气体都是传声的介质,我们逐一研究它们分别可以传声时,就必须控制其它两个因素。
在进行该实验时恰当地点拨,提出:“把两张课桌紧紧地挨在一起,一个同学轻敲桌面,另一个同学把耳朵贴在另一张桌子上,听到的敲击声为什么就能认为是桌子传来而不是空气传来的?”分析比较,使学生体验到控制变量的思想。
在接着的探究影响音调、响度等因素的实验中,把控制变量的思想对学生给予简要的介绍,就会使学生逐步领悟到控制变量法的实质要领,为以后的探究实验作好方法上的准备。
在初中物理中,探究影响滑动摩擦力大小的因素;决定压力作用效果的因素;影响液体压强的大小的因素;影响动能大小的因素;影响重力势能大小的因素;影响蒸发快慢的因素;影响导体电阻大小的因素;电流跟电压电阻的关系;影响电功、电热大小的因素;影响电磁铁磁性强弱的因素;影响磁场对通电导体力的大小的因素等等实验,运用了控制变量法。
二、等效替代法等效替代法是指在研究某一个物理现象和规律中,因实验本身的特殊限制或因实验器材等限制,不可以或很难直接揭示物理本质,而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法。
这种方法若运用恰当,不仅能顺利得出结论,而且容易被学生接受和理解。
例如,在探究平面镜成像规律的实验中,用玻璃板替代了平面镜,因两者在成像特征上有共同之处,容易使学生接受,而玻璃板又是透明的,能通过它观察到玻璃板后面的蜡烛,便于研究像的特点,揭示出规律。
我们在学习中,在亲历实验过程的基础上,要进行方法的总结,在以后遇到有关的实验设计时,就会自觉地加以运用。
比如在学习伏安法测电阻之后,要求设计一个实验,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。
三、转换法有的物理量不便于直接测量,有的物理现象不便于直接观察,通过转换为容易测量到与之相等或与之相关联的物理现象,从而获得结论的方法。
譬如,在研究电热与电阻关系的实验中,电流通过阻值不等的两根电阻丝产生的热量无法直接观测和比较,而我们通过转换为让煤油吸热,观察煤油温度变化情况,从而推导出哪个电阻放热多。
教学时不妨设计一问:为什么研究电热与电阻大小的关系时,还用到似乎与实验无关的煤油呢?引发学生的思考和讨论,在小结出该实验中煤油的作用的基础上,进而再问:该实验能否不用煤油而改用其它方式来观察电阻通电后的发热情况?这样促使学生思维得以发散,转换的思维方法得到训练,设计实验的能力也随着提高了。
在初中物理实验中,利用软细绳测量地图上铁路线上的长度、刻度尺和三角板配合测量硬币的直径、圆锥的高;在探究声音的响度与什么有关系的实验中,用乒乓球的振动放大和转换音叉的振动;利用电路中的灯泡是否发光等电流的效应来判断电路中是否有电流;利用磁场的吸铁性来研究磁场、电磁铁的磁性强弱等,都运用了转换法的思想。
四、类比法类比法是一种推理方法。
为了把要表达的物理问题说清楚明白,往往用具体的、有形的、人们所熟知的事物来类比要说明的那些抽象的、无形的、陌生的事物,通过借助于一个比较熟悉的对象的某些特征,去理解和掌握另一个有相似性的对象的某些特征。
如:用水波类比声波;用水路来类比电路;在研究电压的作用时,借助于看得见而学生比较熟悉的“水压形成水流”的实验作类比,来揭示电压是形成电流的原因。
又比如在研究通电螺线管的磁场的实验中,为准确记忆通电螺线管的北极与电流方向的关系,以紧握的右拳头类比为螺线管,四指为线圈并指向电流的方向,则大拇指所指的一端为北极。
这样形象直观很容易被学生理解记忆牢固。
当然,这里还可以用其他方式来类比,充分发挥学生的主观能动性,还可以找到更符合学生实际的类比方法。
五、图象法图象是一个数学概念,用来表示一个量随另一个量的变化关系,很直观。
由于物理学中经常要研究一个物理量随另一个物理量的变化情况,因此图象在物理中有着广泛的应用。
在实验中,运用图象来处理实验数据,探究内在的物理规律,具有独特之处。
如:在探究固体熔化时温度的变化规律和水的沸腾情况的实验中,就是运用图象法来处理数据的。
它形象直观地表示了物质温度的变化情况,学生在亲历实验自主得出数据的基础上,通过描点、连线绘出图象就能准确地把握住晶体和非晶体的熔化特点、液体的沸腾特点了。
在其他的实验中,教师也可以有意识地引导学生采用图象来处理数据。
例如在探究串联电路中电流规律实验中,把各点作为横轴、电流为纵轴,作出的图象为水平直线,很直观表示出串联电路中各点电流相等的规律。
这样学生非常容易理解和记忆。
在探究电阻上的电流跟电压的关系、同种物质的质量与体积的关系、重力大小跟质量的关系等实验中都运用到图象法。
这样把数形结合、图形与文字结合起来处理数据、描述物理规律,能很好地促进学生处理数据能力和分析问题能力的提高。
六、理想化方法理想化方法是指在物理教学中通过想象建立模型和进行实验的一种科学方法。
可分为理想化模型和理想化实验。
理想化模型就是指把复杂的问题简单化,把研究对象的一些次要因素舍去,抓住主要因素,对实际问题进行理想化处理去再现原形的本质的东西,构成理想化的物理模型。
这是一种重要的物理研究方法。
例如探究杠杆平衡条件的实验,杠杆就是一种理想化的模型。
杠杆在使用时,由于受到力的作用,都会引起或多或少的形变,然而在研究中把此时的形变忽略不计,这里我们就把杠杆经过理想化的处理,认为它无形变,视为一个硬棒,从而使学生在研究时不被细枝末节的因素影响,顺利地得出杠杆平衡原理。
理想化实验是一种科学的抽象方法。
它既要以实验事实作基础,但又不能直接由实验得到结论。
比如,我们在探究空气能传声的实验中,逐渐将真空罩内的空气抽出,听到罩内的闹钟的声音逐渐变弱,于是我们推理得出将真空罩内的空气抽完(即真空),就听不到闹钟的声音了,从而得出空气能传声而真空不能传声的结论。
这里采用的方法就是理想化,因为无论怎样抽气是不可能将真空罩内的空气抽完的。
又如牛顿第一定律就是理想化实验得出的一条重要物理规律。
如果教师在教学中注意很好地渗透这一方法,有利于培养学生的科学思想,提高学生的创新能力。
七、比值定义法比值定义法,就是在定义一个物理量的时候采取比值的形式定义。
用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例,比如速度、密度、压强、功率、比热容、热值、电阻等等比值法适用于物质属性或特征、物体运动特征的定义。
由于它们在与外界接触作用时会显示出一些性质,这就给我们提供了利用外界因素来表示其特征的间接方式,往往借助实验寻求一个只与物质或物体的某种属性特征有关的两个或多个可以测量的物理量的比值,就能确定一个表征此种属性特征的新物理量。
应用比值法定义物理量,往往需要一定的条件;一是客观上需要,二是间接反映特征属性的的两个物理量可测,三是两个物理量的比值必须是一个定值。