参考资料〃物理学的科学研究方法
物理学的科学研究方法
伽利略是物理科学方法论的创始者，牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦等物理学家都对物理学的研究方法作出了重要贡献。目前，物理学已形成了许多新的分支，随之也出现了与之相应的新的研究方法。但是，就中学物理的内容来说，其主要内容还是经典物理学的基础知识，以及与之相适应的经典物理学的基本研究方法。一般说来，这种方法主要是以观察、实验为基础，经过科学抽象，运用数学工具，概括总结出经验定律，提出假说，进一步发展成为理论，再经实验的检验，循环往复，使之不断丰富，不断深化，不断完善。
从物理学的发展历史来看，随着物理学研究内容的变化，物理学的研究方法也在变化着，不断得到丰富和提高。在古代，人们主要是靠不充分的观察和简单的推理，直觉地、笼统地去把握物理现象的一般特性。随着近代自然科学的兴起，观察方法就从以自然观察为主发展为以仪器观测为主。科学实验和数学方法相结合，使精确的、定量的物理学研究有了很快的发展。整理事实材料的需要，也促进了分析、归纳和演绎等逻辑方法的发展。这一时期科学方法的发展，使物理学作为一门实验科学的特点显著地呈现出来。十八世纪末到十九世纪末，实验方法、数学方法、假说方法和理论概括方法都有了显著的提高和发展，统计方法也被引进了物理学。二十世纪以来，科学实验在精密、快速和自动化方面达到了新的水平；物理学理论的公理化和数学化的特点更加突出；科学想象、理想实验、创造性思维等方法，对于现代物理学的发展起到了重要的作用。
(一)经典物理学的研究方法
我们以意大利物理学家和天文学家伽利略(1564-1642)的研究方法为典型例子，来说明经典物理学的研究方法。
伽利略关于运动理论的研究工作，采用了一个对近代科学的发展很有效的程序，即对现象的一般观察→提出工作假说→运用数学和逻辑的手段得出特殊推论→通过物理的或思想的实验对推论进行检验→对假说进行修正和推广。
伽利略是很重视观察的，因为从观察得到的感性经验会使人们认识到现象的特殊方面。在分析感性经验和借助于创造性想象的基础上，就可以提出工作假说。伽利略就是根据自然界单一效应的简单性的信念大胆假设自由落体是一种速度随时间成正比而增加的匀加速运动，他正是从假说入手讨论他所要研究的那种运动的定义和性质的。进而，在数学演绎阶段，从假设引出可检验的逻辑推论；在这里，数学成为他进行逻辑演绎和论证的有力工具。最后，通过特殊情况的实验，对由假设得出的结论进行检验。在完成上述步骤之后，就可以建立理论，并把它的成果向更大的广度和深度推进。
伽利略实质上使用了把实验和逻辑(数学)结合起来的方法，从而有力地推进了人类科学认识活动的进展。他所发现的许多最基本的定理，都是通过了实验和逻辑的双重证明的。值得指出的是，在伽利略的著作里所描述的实验都是理想化的，他所写出的实验数据都同理论结论精确的符合，这很可能是因为他对数据进行了筛选。这表明伽利略并没有被实验的表面现象所束缚，能够正确地对待和解释实验误差。在他看来，实验结果与理想的简单规则之间的偏差，只是某些次要因素干扰的结果。比如，在实际的下落实验中，重球与轻球并不是同时落地的，伽利略认为这是由空气的阻力造成的，所以不应该由于这点误差而对亚里士多德学说的重大谬误提出辩护。又如在单摆实验中，摆球并不能完全回到原来的高度，伽利略把这点微小的偏差也归因于空气和绳子的阻力。
由此可见，无论是在动力学基本原理上，还是在动力学研究方法上，伽利略都作出了奠基性的重要贡献。爱因斯坦和英费尔德在《物理学的进化》中评论说：“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端”。
(二)现代物理学的研究方法
现代物理学的研究方法，主要体现为下列一些新的特点。
随着工业和生产技术的巨大发展，二十世纪初以来为物理实验提供了电子显微镜、射电望远镜、高能加速器、电子计算机等大批大型、精密的实验装臵，光谱分析、质谱分析、X射线衍射等分析技术也得到很大的发展，从而使物理学实验在精密、高能、快速和自动化方面达到了新的水平，物理学观测的视野也得到很大的拓展。现代物理学实验除了能够用更有效的手段纯化实验条件和隔离实验因素之外，还发展了有效地施加外部干扰和使研究对象处于极限条件，在对象的激发状态或破坏状态下进行观测的实验方法。这就更加充分地发挥了实验的变革作用和控制作用，以更好地揭露物理现象中各种内在和外在的因素之间的相互联系。另外，现代物理实验由于实验的规模越来越大，它的集体化、社会化的程度也越来越高，许多实验是在较大规模的实验机构中进行的，有些实验需要组织全国甚至国际的力量才能完成。例如，现代高能物理实验，往往要在几千亿电子伏特的能量范围，上百万美元的费用，几十个人在几年的时间内才能完成；为了得到所需要的实验信息，物理学家们必须把大部分精力用于开发仪表和技术，实验的准备工作往往比实验本身困难得多。这样的实验是靠个人的力量所不能完成的。
由于现代物理学研究的内容远离实践经验的范围，理论体系高度抽象化和脱离直觉经验的特征无可避免地日益加强，这使通常的思维方式和机械论的观点愈来愈无能为力；创造性思维如抽象思维、科学想象、理想实验、试探猜测和大胆假设以及直觉、灵感等方法在建立新的物理学理论中的作用愈来愈突出了。人们愈来愈认识到，传统的归纳法和演绎法很难使人类思维成为真正创造性的根源。爱因斯坦认为，理论观念的产生固然是建立在经验的基础之上的，但是理论决不可能逻辑地从经验事实中导出，“在建立科学时，我们免不了要自由地创造概念”。他特别指出，物理学的概念是人类智力的自由创造，它不是单纯地由外在世界所决定的。
在近代科学发展的早期，人们曾以为认识可以在毫不改变客体本来面目的情况下实现；即使主体必须在变革客体的过程中认识客体，这种变革所产生的影响也是可以运用逻辑思维抽象掉的。但是到了二十世纪，随着科学实验的发展，特别是在微观物理学的研究领域中，由于微观物体的特殊本性以及观测仪器与被观测系统之间不可避免的干扰的存在，主体在认识过程中的巨大的能动作用已成为现代科学方法的一个基本特点。
经典物理学时期，也是科学注重于本体论的探索的时期，人们把“现象一规律一实体”作为把科学研究向纵深推进的基本线索。这无疑是一种有效的方法，今后也还会继续发挥其认识的作用。不过，在现代物理学的研究中，人们更注重于关系和模型，这是一个能动的认识论的时期。一些学者认为，把西方科学中重视实体，强调经验、分析和定量表述的方法与中国传统哲学中重视关系，强调整体、协调和转化的思想结合起来，将会导致一种更加符合我们时代的科学精神的新的自然观和科学认识方法。
初中物理教学中常用15种科学方法分析 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，
近年来的中考物理试题越来越注重对物理研究方法的考查。本文是笔者对平时教学中常见的物理研究方法的反思与总结。其中选出一些典型例题对其进行解析，以此归纳出解决此类考题的方法与技巧。 【关键字】初中物理，研究方法 无论是科学家在探究未知领域时，还是人们在生活实践中遇到未知事物要去发现、遇到新问题要去解决时，总能有意识地尝试运用科学原理和科学研究方法去处理。初中物理教材中的许多章节都有意识、有步骤地渗透了物理学的科学研究方法，使同学们学习物理知识的同时，也受到了科学方法的熏陶与训练，逐步地掌握最基本最主要的科学方法。在此，笔者简单介绍与归纳一些常见的研究方法，以供读者参祥。 一. 控制变量法 自然界发生的各种现象错综复杂，决定某一现象的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清事物变化的原因和规律，必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来，使它保持不变，然后来比较、研究其他两个变量之间的关系。 典型实例：1.研究滑动摩擦力与哪些因素有关；2.研究影响电阻大小的因素；3.研究影响蒸发快慢的因素；4.研究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关…… 例1．某同学在探究“物体的动能与什么因素有关”的实验中，设计了如图1所示的实验方案，并进行了以下三步实验操作： 步骤一：让铁球甲从斜面F点（较低点）滚下，打到一个小木块上，推动木块使木块从位置A移动到位置B。 步骤二：让铁球甲从斜面E点（较高点）滚下，打到相同的小木块上，推动木块使木块从位置A移动到位置C。 步骤三：换一铁球乙（m乙﹥m甲）从斜面上F点滚下，打到相同的小木块上，推动木块从位置A移动到位置D。 ⑴步骤一和步骤三中都让小球从同一点F滚下的目的是： __________________________； ⑵分析步骤一、二，得出的结论是： ______________________________________________； ⑶分析步骤一、三，得出的结论是： ______________________________________________。 答案：（1）保证小球到达水平面时具有相同的初速度；（2）同一小球质量相等时，速度越大，动能越大；（3）小球的速度相同时，质量越大，动能越大。 点评：这种实验题是对控制变量法的一种常见考查，应对技巧主要是：在叙述实验结论时，注意控制好其他的变量，再回答所研究变量与研究对象的关系。若是一些需要选择实验数据的实验题，同理，应选一组其他因素已控制相同的实验数据，再分析归纳，得出该因素与实验研究对象的关系。 二. 类比法
高中物理学史 熟记物理学史，包括科学家的贡献，如亚里士多德、伽利略、牛顿、卡文迪许、库仑、安培、奥斯特、法拉第等；熟悉物理常用的思想方法：等效替代法、控制变量法、理想实验法、理想模型、放大(或缩小)思想(比如累积)、比值定义法、归纳演绎法、类比、推理等方法。 1、伽利略对物理学的贡献 （1）1638年，意大利物理学家伽利略用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快；推翻了古希腊学者亚里士多德的观点； 提出假说：自由落体运动是一种对时间均匀变化的最简单的变速运动； 数学推理：由初速度为零、末速度为v 的匀变速运动平均速度 312222123s s s t t t ===和12v v =得出12s vt =；再应用v a t =从上式中消去v ，导出212 s at =即2s t ∝。 实验验证：由于自由落体下落的时间太短，直接验证有困难，伽利略用铜球在阻力很小的斜面上滚下，上百次实验表明：312222123s s s t t t ===；换用不同质量的小球沿同一斜面运动， 位移与时间平方的比值不变，说明不同质量的小球沿同一斜面做匀变速直线运动的情况相同；不断增大斜面倾角，重复上述实验，得出该比值随斜面倾角的增大而增大，说明小球做匀变速运动的加速度随斜面倾角的增大而变大。 合理外推：把结论外推到斜面倾角为90°的情况，小球的运动成为自由落体，伽利略认为这时小球仍保持匀变速运动的性质。（用外推法得出的结论不一定都正确，还需经过实验验证） 注：伽利略对自由落体的研究，开创了研究自然规律的一种科学方法。 （2）伽利略通过理想斜面实验指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去；得出结论：力是改变物体运动的原因，推翻了亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因，运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。 2、牛顿对物理学的贡献 牛顿在伽利略、笛卡儿、开普勒、惠更斯等人研究的基础上，采用归纳与演绎、综合与分析的方法，总结出一套普遍适用的力学运动规律——牛顿运动定律和万有引力定律，建立了完整的经典力学（也称牛顿力学或古典力学）体系，物理学从此成为一门成熟的自然科学 经典力学的建立标志着近代自然科学的诞生。 牛顿通过牛顿运动定律和开普勒行星运动定律得出万有引力定律（仅仅是定性讨论，没有定量计算，因为万有引力常数还没测出来）；卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量（利用转换放大的思想），被称为“测量地球质量的第一人”； 经典力学的基础是牛顿运动定律； 经典力学的局限性： 牛顿运动定律和万有引力定律适用于宏 观、低速、弱引力。 牛顿设想，物体被抛出速度很大时，就不会落回地面
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；
初中物理常用的科学方 法 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
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
初探初中物理教学中的科学方法教育 摘要：在物理教学中进行科学方法的教育，教材是载体，教师是关键。教师在 传授科学知识的过程中，要创设好物理情景，有计划地引导学生去探索、去发现、去总结，使学生在探究问题、掌握知识的同时，学习和领会物理科学方法，这是 物理教学过程中非常重要的一环。重视科学方法的教学，培养学生的科学思维， 提高学生实事求是的科学态度，勇于创新的探索精神，有助于学生学习能力的发 展和实践活动的开展，以促成学生的全面发展和素质的提高。 关键词：初中物理；科学方法；教师；学生 《物理课程标准》倡导探究式的学习，注重学生自己动手、动脑探究科学规律，体验科学研究的方法，科学探究既是一种重要的教学方式，又是学生的学习 目标。因此，在初中物理教学中，不仅要教给学生物理知识，更重要的是要引导 学生经历一次物理学知识的“再发现”的过程，从而培养学生获取新知识的能力， 收集和处理信息的能力，分析和解决问题的能力，体验科学探究的乐趣，学习科 学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神。 如何使物理教学达到课程标准确定的目标，其中蕴含的大量的科学方法，我 们必须给予足够的重视，并且渗透到教学活动中，适时向学生介绍、点拨，让学 生在学习活动中去体验，逐步提高学生科学探究能力。这就需要学生面对新的物 理情景，建立起物理模型，并把已知条件进行提取、加工、综合、迁移至问题部分，从而解决问题。为了使学生提高解决这类问题的能力，物理科学方法教育就 显得十分重要。只有让学生学习并熟练掌握物理学研究的方法，遇到这类问题时 才会有法可循，游刃有余。 在初中物理教学中进行科学方法的教育，教材是载体，教师是关键。教师在 传授科学知识的过程中，要创设好物理情景，有计划地引导学生去探索、去发现、去总结，使学生在探究问题、掌握知识的同时，学习和领会物理科学方法，这是 物理教学过程中非常重要的一环。本文就初中物理常用的科学方法谈一谈教师应 该如何在自己的教学中渗透。 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。 控制变量的方法是一种常用的有效的科学研究方法,当学生掌握了这一研究问 题的方法后,就可以迁移、运用于其他研究领域。因为任何一个事物都不可能孤立 地存在着，与它发生联系，对它产生影响的因素很多，在这种情况下就可以考虑 使用控制变量的方法来研究问题。 二、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。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
强基础专题十五：物理学史及研究方法 1.许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史实的是 A. 奥斯特发现了电流的磁效应，并总结出了右手定则 B. 牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力恒量 C. 伽利略通过理想斜面实验，提出了力是维持物体运动状态的原因 D. 库仑在前人的基础上，通过实验得到真空中点电荷相互作用规律 2.在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。在对以下几位物理学家的叙述中，符合历史的说法是 A. 牛顿发现了万有引力定律 B. 在对自由落体运动的研究中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行验证 C. 牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的观点 D. 亚里士多德最早指出了“力不是维持物体运动的原因” 3.关于物理学研究方法和物理学史，下列说法正确的是 A. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法 B. 根据速度定义式，当△t非常非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了微元法 C. 亚里士多德认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法 D. 牛顿在伽利略等前辈研究的基础上，通过实验验证得出了牛顿第一定律
4.在物理学发展上许许多多科学家做出了巨大贡献。下列符合物理史实的是 A. 牛顿提出了万有引力定律并利用扭秤实验装置测量出万有引力常量 B. 法拉第通过精心设计的实验，发现了电磁感应现象 C. 卡尔最先把科学实验和逻辑推理方法相结合，否认了力是维持物体运动状态的原因 D. 第谷用了20年时间观测记录行星的运动，发现了行星运动的三大定律 5.下列说法中正确的是 A. 伽利略设计的斜面实验巧妙地借用了“冲淡”重力的方法，通过实验现象推翻了亚里士多德的“物体运动需要力来维持”的错误结论。 B. 牛顿第一、第二、第三定律都可以用实验直接验证。 C. 第谷通过多年的观测，积累了大量可靠的数据，在精确的计算分析后得出了行星运动三定律。 D. 动量定理不仅适用于宏观物体的低速运动，而且对于微观粒子和高速（接近光速）运动的物体也适用。 6.在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用，下列说法中，不正确的是 A. 奥斯特实验说明电流具有磁效应，首次揭示了电和磁之间存在联系 B. 直流电流、环形电流、通电螺线管的磁场均可用安培定则判断 C. 通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场十分相似，受此启发，安培提出了著名的分子电流假说 D. 洛伦兹力方向可用左手定则判断，此时四指指向与电荷运动方向一致 7.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列说法中正确的是 A. 亚里士多德发现了力是改变物体运动状态的原因 B. 哥白尼提出了日心说，并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
科学研究方法汇总： 1.控制变量法 （1）定义：在研究一个量的多个因素的关系时，将一些因素固定不变，分别只研究该量与一个因素的关系，从而使问题简化。 （2）举例：研究电流与电压、电阻关系时，先将电阻固定不变，研究电流与电压的关系。 2.转换法 （1）定义：将看不见、摸不着、不便于研究的问题或因素，转换成看得见、摸得着、便于研究的问题或因素。（2）举例：磁场看不见，我们撒上铁粉通过铁粉的有序排列“看见”磁场并进行研究。 3.等效法 （1）定义：两种现象在效果上一样，因此可以进行相互替代，可以认为这是一种特殊的替代法。 （2）举例：做功和热传递在改变物体内能上是等效的。 4.比较法 （1）定义：找到两种东西（现象、物理量等）的相同点、不同点。 （2）举例：蒸发和沸腾的异同点。 5.类比法 （1）定义：由两种东西的一部分相似之处，推测其他部分也可能相似。 （2）举例：研究功率时，想到功率表示做功快慢、速度表示运动快慢这一相似性，推测功率在定义、定义式、单位等方面也可能与速度相似。 6.分类法 （1）定义：将许多东西根据一定的规则进行分组。 （2）举例：将汽化现象分为蒸发和沸腾两类。 7.模型法 （1）定义：将研究的问题在抓住要点的基础上进行简化、抽象，建立模型，运用模型去更方便地研究问题。 （2）举例：为研究光现象，引入“光线”这一模型。 8.等价变换法
（1）定义：让学生把有关知识的数据、形象、动作、符号、公式、实例、文字叙述等各种信息自由地变换表示。 （2）举例：在研究“压强”时，将压强定义式变换为定义的文字叙述，或相反。 9.逆向思考法 （1）定义：对研究的问题从相反方向思考，从而受到启发或得出结论。 （2）举例：由“电能生磁”，想到“磁是否能生电”。 10.放大法 （1）定义：放大、扩大、变大或增加某些因素使问题更容易解决。许多情况下可以认为是一种特殊的转换法。 （2）举例：将带有细玻璃管的塞子插到装满水的瓶口，显示玻璃瓶的微小形变。 11.缺点列举法 （1）定义：以挑剔的眼光去看待被研究的问题，找到它的缺点或不完美之处，然后针对这些缺点找到解决的方法，并加以改进。 （2）举例：一根通电导线产生的磁性太弱，缠绕起来制成线圈，磁性就增强了。 12.缺点利用法 （1）定义：针对所研究知识点的缺点和不足，将错就错、变害为利、变废为宝，找到知识的应用途径。 （2）举例：重力的方向竖直向下易使物体下落破碎是缺点，但同时也可以利用这一点制成打桩机、重锤，悬挂物体等等。再如，导体中电流过大，产生大量热量而引起火灾是缺点，但正是据此制成了电热器来为我们服务。 13.换元法（替代法） （1）定义：换元法就是运用替换或代换的方法去进行创造的方法。 （2）举例：研究平面镜成像时，用玻璃板代替平面镜进行研究。研究透镜时，让学生用冰块去代替玻璃制作简易的透镜。 14.组合法 （1）定义：通过不同原理、不同技术、不同方法、不同现象、不同器材等组合，去设计创造解决问题。 （2）举例：将电流表、电压表组合使用，测量电阻。 15.拟人类比法
2016届呼和浩特市段考物理圈题 题组4 物理学史和物理方法 （一）考法解法 命题特点分析 段考选取物理学史上一些重要事件、典型思想和科学研究方法，这些学史中所包含的艰辛探索、研究方法、创造性思想及其对物理学发展的影响、对社会的推动等无不深深地影响着考生的情感态度价值观。 解题方法荟萃 物理学史和物理方法类选择题由于比较简单，通常直接课本上知识点，应加强识记。一、直接判断法：对于科学家的突出贡献、对重要实验的研究方法，只要加强识记，可以直接判断正误。 附：常考物理学史人物与事件 力学： 1、1638年，意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快；并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验，证明了他的观点是正确的，推翻了古希腊学者亚里士多德的观点（即：质量大的小球下落快是错误的）； 2、1654年，德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验--马德堡半球实验； 3、1687年，英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律（即牛顿三大运动定律）。 4、17世纪，伽利略通过构思的理想实验指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去；得出结论：力是改变物体运动的原因，推翻了亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。 同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因，运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。 5、英国物理学家胡克对物理学的贡献：胡克定律；经典题目：胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比（对） 6、1638年，伽利略在《两种新科学的对话》一书中，运用观察－假设－数学推理的方法，详细研究了抛体运动。 17世纪，伽利略通过理想实验法指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去；同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因，运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。 7、人们根据日常的观察和经验，提出"地心说"，古希腊科学家托勒密是代表；而波兰天文学家哥白尼提出了"日心说"，大胆反驳地心说。 8、17世纪，德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律； 9、牛顿于1687年正式发表万有引力定律；1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量； 10、1846年，英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈（勒维耶）应用万有引力定律，计算并观测到海王星，1930年，美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星。
案例60 物理学中常用的几种科学思维方法 进入高三，高考在即。如何在高三物理复习中更好地提高学生的科学素质、推进知识向能力转化、提 高课堂教学的效率和质量，是摆在每个老师和学生面前的重要课题。物理教学中不仅要注重基础知识、基本规律的教学；更应加强对学生进行物理学研究问题和解决问题的科学思维方法的指导与训练。英国哲学家培根说过：“跛足而不迷路，能赶过虽健步如飞，但误入歧途的人”。学习也是这样，只有看清路，才能少走或不走弯路。可见，掌握物理学科的特点，熟悉物理研究问题和解决问题的方法是至关重要的。学好中学物理，不只是一个肯不肯用功的问题，它还有一个方法问题，掌握正确的思路和方法往往能起到事半功倍的效果。下面我们从高中物理综合复习教学的角度，通过对典型问题的分析、解答、训练，介绍常用的几种科学思维方法，以期达到减轻学生负担提高复习效率的目的。 1．模型法 物理模型是一种理想化的物理形态，将复杂的问题抽象化为理想化的物理模型是研究物理问题的基本 方法。科学家通常利用抽象化、理想化、简化、类比等把研究对象的物理学本质特征突出出来，形成概念或实物体系，即为物理模型。模型思维法就是对研究对象或过程加以合理的简化，突出主要因素忽略次要因素，从而解决物理问题的方法。从本质上说，分析物理问题的过程，就是构建物理模型的过程。通过构建物理模型，得出一幅清晰的物理图景，是解决物理问题的关键。实际中必须通过分析、判断、比较，画出过程图（过程图是思维的切入点和生长点）才能建立正确合理的物理模型。 [例1] 如图1－1所示，光滑的弧形槽半径为R （R>>MN 弧），A 为弧形槽的最低点，小球B 放在A 点 的正上方离A 点高度为h 处，小球C 放在M 点，同时释放，使两球正好在A 点相碰，则h 应为多大？ 解：对小球B ：其运动模型为自由落体运动， 下落时间为 t B ＝g h 2 对小球C ：因为R>>MN 弧，所以沿圆弧的运动模型是摆长等于R 的单摆做简 谐振动，从M 到A 的可能时间为四分之一周期的奇数倍 所以 t C ＝c T n 4)12(+ g R Tc π2＝ 解得：h ＝8 )12(22R n π+． （n ＝0，1，2……） 【评注】 解决本题的关键就在于建立C 小球的运动模型——单摆简谐振动，其圆弧的圆心相当于单摆的悬点，圆弧的半径相当于单摆的摆长，只要求出C 小球运动到A 点的时间，问题就容易解决了 [例2] 在光滑的水平面上有三个完全相同的小球排成一条直线，其中2、3小球静止，并靠在一起。而1小球以速度v 0朝它们运动，如图1－2所示，设碰撞中不损失机械能，则碰后三小球的速度的可能值是 （A ）v 1＝v 2＝v 3＝30v （B ）v 1＝0, v 2＝v 3＝20v （C ）v 1＝－v 0/3, v 2＝v 3＝320v （D ）v 1＝v 2＝0, v 3＝v 0 解：依题意碰撞无机械能损失，小球之间的碰撞一定是弹性碰撞，这里关键 是如何建立正确的碰撞过程模型。若把2、3两小球看成整体，建立1小球和2、3 小球之间的两体碰撞模型就会得出（C ）答案错误结论。其实2、3小球只是靠在一起并没有连接，加之碰撞过程的位移极小，必须建立三小球之间依次碰撞的过程模型，由两球弹性碰撞得速度依次交换，所以（D ）正确 【评注】 本题关键在于建立正确地符合客观规律的小球碰撞模型——两两依次碰撞，要做到这一点必须掌握好基本概念和基本规律，认真分析题意，抓住问题的本质才行。 [例3] 如图1－3所示，有一根轻质弹簧将质量为m 1和m 2的木块连在一起并置于水平面上，问必须在m 1上至少加多大的压力，才能在撤去压力后，
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。 例如，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，都运用了控制变量法。 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。 例如，合力与分力的关系，串、并联电路中电阻的等效，都使用了等效替代法。 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。 例如，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。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。
初中物理学中常见的科学研究方法新课程标准中的过程与方法目标要求在物理知识与技能的探索与 学习的过程中，使学生掌握一些简单的科学探究方法，形成比较有效的物理思想。 中考对这方面内容的考查正逐渐加强，考题涉及到的一些具体方法有才想法、观察法、实验法、分析法、综合法、归纳法、分类法、隔离法、假设法、比较法、等效（替代）法、建立理想模型法、控制变量法、实验推理法、转换法、类比法、逆向思维法等研究物理的方法。 一、控制变量法 在研究物理问题时，某一物理量往往受到几个不同物理量的影响，为了确定各个不同物理量之间的关系，就需要控制某些量，使其固定不变，改变某一个量，看所研究的物理量与该物理量之间的关系。例如： 1、探究浮力大小与哪些因素有关； 2、研究滑动摩擦力与压力和接触面之间的关系； 3、研究压力的作用效果与压力和受力面积的关系； 4、研究物体的动能与质量和速度的关系； 5、研究物体的重力势能与质量和高度的关系； 6、研究液体的压强与液体的密度和深度的关系； 7、研究弦乐器的音调与弦的松紧、长短和粗细的关系； 8、研究电流与电阻、电压的关系； 9、研究电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系； 10、研究电磁铁的磁性与线圈的匝数和电流大小的关系；
11、研究影响蒸发快慢的因素； 12、研究影响电动机转动快慢的因素与哪些因素有关； 二、转换法 在物理学习中，有时需要研究看不见、摸不着的物质（如电流、分子力、磁场）。这时就必须将研究的方向转移到该物质产生的各种可见的效应、效果上，由此来分析、研究该物质的存在、大小等。 1、利用温度计示数显示产生热量的多少； 2、灯泡是否发光判断电路中是否有电流； 3、通过电磁铁吸引大头针的多少判断电磁铁磁性的强弱； 4、扩散现象认识分子的运动； 5、影响响度大小的因素中，利用乒乓球振动显示音叉的振动；（音叉振动时放入水中，桌面上放些大豆等，起到放大的作用。） 6、通过小磁针的运动判断是否有磁场存在； 7、通过运动的物体推动木块的远近，说明它的动能大小； 8、电阻的大小可以通过电流示数的大小来显示； 三、等效替代法 将一个或多个物理量、装置、物理状态或过程用另一个物理量、一种装置、一个物理状态或过程代替，得到同样的效果。 1、“曹冲称象”用石块等效替换大象； 2、利用量筒测量不规则固体的体积； 3、电路中，若干个电阻可以等效为一个合适的电阻；
谈高中物理教学中的科学方法教育 发表时间：2011-10-11T11:07:20.040Z 来源：《教育创新学刊》2011年10期供稿作者：张成坤 [导读] 物理教学中既应该让学生掌握物理学的概念和规律，更应该让学生重视科学的态度和科学的方法。 张成坤河北省大名县第一中学 在科技迅猛发展，知识日新月异，科技竞争日益激烈的今天，大多数教育人士已经普遍认识到，能力的高低在一定程度上，表现为掌握方法的多少和熟练程度。因此，物理教学中既应该让学生掌握物理学的概念和规律，更应该让学生重视科学的态度和科学的方法。 所谓科学方法，是研究自然科学和社会科学的一般规律性理论。在中学物理教学中，科学方法教育的内容有：一是物理学的研究方法的教育；二是物理学习方法的教育。在物理教学中，教师在完成传授知识的同时，有意识、有目的的进行科学方法教育和指导，有利于促进学生智能的发展，培养科学的态度，使学生在学习中不仅掌握了物理知识本身，而且掌握了研究和学习物理的方法，以及探索物理的精神。 一．指导阅读课本，培养自学方法 在教学中充分利用教科书，指导学生读书的方法，是培养学生自学能力的有效途径。一方面通过读书掌握物理的科学语言；二是通过反复读书，使掌握的知识更加全面、系统、准确；三是通过读书提高自学能力，在学习上变被动为主动，充分发挥学习的主动性和积极性。那么，怎样正确指导读书呢？ （1）基本概念、基本定律要着重读，对其中的重点字母要深入体会、准确理解。因为这些字句或揭露了事物的本质；或指出了事物变化的范围和条件；或反映两个事物的区别与联系。教学时，必须指导学生把这些重点字句“抠”出来搞清楚、弄明白。如功率的概念中把“时间”限制为“完成这些功所用的时间”，而不能简单说成“功率等于功跟时间的比值”。又如楞次定律：“感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”，“阻碍”的含义不是“阻止”，它是指：原来磁场增强时，感应电流磁场与原磁场反向；原来磁场减弱时，感应电流磁场与原磁场同向。在教材中“这段”、“该点”、“某时”、“某刻”、“任意”、“总是”等字眼很多，切不可轻视。要养成“抠”字眼的习惯，正确理解概念和规律的物理意义、适用条件。 （2）指导学生识图、读图、画图。物理学上的图形很多，如速度图线、振动图线、 波动图线、交流电的图线、气体状态变化图线、电力线、磁感线、电路图、受力图等，是用来描述量与量之间关系或变化规律的，是最简单的物理语言。学会识图、读图、画图是一种基本功，决不能忽视。通过对图形的理解，可以提高空间想象力，增强物理综合能力。 二．在物理知识的教学中渗透方法教育 科学方法教育既需要潜移默化的熏陶，也需要有目的的训练。脱离物理知识对中学生大讲科学方法，则犹如建设空中楼阁；埋头讲物理知识而不注意方法教育，则犹如给学生一堆砖瓦。因此，科学方法教育应渗透在物理知识教学之中，只有根植于物理知识沃土之中的科学方法教育，才会结出丰硕的智慧之果。在物理知识的教学中，处处蕴涵着科学方法。物理概念、物理规律的建立常常运用观察和实验、比较和分类、分析和综合、数学和推理、理想化等科学方法。如在概念教学中，将电势能和重力势能类比，学生很容易接受；在洛仑兹力教学中，由安培力演绎出洛仑兹力。在牛顿第二定律、玻—玛定律、楞次定律等规律的教学中，常采用观察和实验、数学推理的方法来研究。如“电磁感应”的教学就是对学生进行科学方法训练的好例子，可将教学过程组织为较完整地体现科学研究一般方法的过程，使学生受到科学方法的训练。 这样，在传授知识的同时，使学生感受科学方法在建立概念、发现规律中的作用，激发学生自觉的学习和运用科学方法解决实际问题的积极性。 三．重视物理学史，体会科学方法 物理教学改革的目的之一，是把科研人员应具有的素质和能力早一些对学生进 行培养和训练，使教和学的思路去尽量接近科学家认识的思路。这就要求我们将物理教学和物理学史结合，当然教学过程不同于科学研究过程，但在必要时，结合重要的物理史料用模拟科学认识过程的方法进行物理教学，这也是物理教学实质性改革的途径和方向，是实现上述教学目的，培养创造型人才的一个有效途径。模拟科学认识过程的方法，就是让学生遵循前人科学发现和发明的思路来学习，学会科学研究的方法。这就要求我们将物理学史溶于物理教学之中，将科学方法教育溶于物理学史教学之中。具体地讲就是善于把学生推到若干年前，让他们从当时的科学背景出发去重温科学家们在什么问题上、什么环节中、什么情况下、用什么方法和思路作出了科学发明和发现，从而把这些关键的步骤联系起来。 在“自由落体”教学中，首先应阐明：历史上，伽利略首先通过落体佯谬的思想进行实验，否定亚里斯多德的物体越重下落越快的结论；然后运用数学工具得出初速为零的匀加速直线运动S / t2 = 常量；进而用斜槽实验验证物体从光滑斜面下滑的运动是符合s / t2 = 常量的规律；最后将斜面实验推广，得出结论：落体运动是初速为零的匀加速运动。伽利略之所以敢于首先用一个理想实验批判亚里斯多德的学说，是因为他此前已进行过长期的实验研究，他曾多次观察过从同一高度同时下落的轻重不同的物体（如两个球体或两块石头等）的下落情况。伽利略认为自然界“总是习惯于运用某种最简单最容易的手段”这一哲学思考，使他大胆猜想自由落体运动是匀加速运动，他的关于落体的全部研究都是为了确证这一猜想而进行的。他的研究方法是观察---假设猜想----数学推理------实验验证---合理外推。他对自由落体运动的研究，开创了研究自然规律的科学方法，这就是“抽象思维，数学推导，科学实验”相结合的方法，对科学研究起到了重大的启蒙作用，极大地推动了物理学发展，是人类物理思想上最伟大的成就之一。然后引导学生重做伽利略的斜面实验，加深对方法的理解。 四．加强物理实验，体验科学方法 观察与实验是物理学研究的基本方法，物理学的所有规律都是通过实验建立起来的，也是学生学好物理知识的基本方法。在教学中，应培养学生六个方面的实验技能：一是掌握基本仪器的构造、原理和使用，能正确使用仪器进行观察、测量和读数；二是掌握中学有关实验的一般原理和实验方法；三是会正确记录实验数据，并能进行运算和分析，以得出正确的结论；四是了解误差概念，并学会初步的误差计算和分析；五是会写一般的实验报告；六是养成良好的实验习惯，包括爱护仪器、遵守安全操作规则和尊重实验事实的习惯等。例如“用温度计测温度”的教学中，可以对学生进行下述方法论的教育：（1）平衡原理：温度计与被测物体达到热平衡，温度计的液柱不再变化时的示数即是被测液体温度；（2）转化原理：把被测液体的温度转化为温度计内液柱的高低，是看不见向看得见的转化；（3）放大原理：
一、理想模型法：为了便于想象和思考研究问题，把复杂的问题简单化，抛弃次要条件，抓住主要因素，对实际问题进行理想化处理，构建理想化的物理模型。1、为了研究光的传播引入了光线；2、为了研究磁现象引入了磁感线；3、为了研究肉眼观察不到的原子结构引入原子核式结构模型；4、为了研究液体压强引入液柱模型；5、电路图是实物电路的模型；6、匀速直线运动；7、分析连通器原理使用的“液片”；8、杠杆（由于受力的作用会引起或大或小的形变，在研究物理问题时可以忽略不计，即理想化的杠杆可以无形变）9、理想电表；10、描述力的图示、示意图。 二、理想实验法（理想推理法，科学推理法，实验＋推理法）：以大量可靠的事实为基础，以真实的实验为原形，通过合理的逻辑推理得出结论，深刻揭示物理规律的本质，是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法。例：1、研究牛顿第一定律；2、研究真空不能传声；3、探究自然界中只存在两种电荷。 三、控制变量法：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。例如：1、探究浮力大小与哪些因素有关；2、探究摩擦力的大小与什么因素有关；3、探究压力的作用效果跟什么因素有关；4、研究物体的动能与质量和速度的关系；5、探究动能（或重力势能）的大小与什么因素有关；6、滑轮组的机械效率与哪些因素有关；7、研究液体的压强与液体的密度和深度的关系；8、研究弦乐器的音调与弦的松紧、长短和粗细的关系；9、研究决定电阻
大小的因素；10、研究电流与电阻、电压的关系；11、研究电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系；12、研究感应电流的方向跟什么因素有关；13、研究通电导体在磁场中的受力与什么因素；14、研究电磁铁的磁性与线圈的匝数和电流大小的关系；15、研究影响电动机转动快慢的因素与哪些因素有关；16、研究影响蒸发快慢的因素；17、探究不同物质的吸热能力与物质种类、质量、温度的关系。 四、等效替代法：等效替代法是指在保证某一方面效果相同的前提下，用理想的、熟悉的、简单的物理对象、物理过程、物理现象来替代实际的、陌生的、复杂的物理对象、物理过程、物理现象的思想方法。简言之，等效的方法就是对一个较为复杂的问题，提出一个简单的方案或设想，而使它们的效果完全相同，从而将问题化难为易，求得解决。例：1、“曹冲称象”用石块等效替换大象；2、利用量筒测量不规则固体的体积；3、研究串联并联电路关系时引入总电阻（等效电阻）的概念；4、研究多开关复杂电路时，用简单的“等效电路”简化复杂电路；5、研究平面镜成像特点时，用镜后未点燃的蜡烛代替镜前点燃蜡烛的像；6、研究各分力的作用效果时引入了“合力”的概念。 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。转换法中被转换的对象很多，可以是物理模型、研究对象和研究方法，也可以是某个图形，某个物理量，初中物理在研究概念、规律和实验中多处应用了这种方法。1．现象转换：通过观察压强计U型管内液柱的高度差判断液体内部有压强；通过