淺談初中幾種物理研究方法

鄭莉

【摘要】本文主要講述初中物理的幾種主要研究方法，其中有：控制變量法、等效（替代法）、轉(zhuǎn)換法、建立理想模型法、實驗推理法、類比法、分類法等。

【關(guān)鍵詞】控制變量法；等效代替法；轉(zhuǎn)換法；實驗推理法等

【中圖分類號】G633.7 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）10-0114-01

現(xiàn)在說明以及列舉例子如下：

一、控制變量法

此法在初中物理是最常用的一種物理研究方法。物理學(xué)中對于多變量的問題，常常采用控制變量的方法，把多變量的問題變成多個單變量的問題。每一次只改變其中的某一個變量，而控制其余幾個變量不變，從而研究被改變的這個變量對事物的影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法。

比如：⑴研究滑動摩擦力與壓力和接觸面粗糙程度之間的關(guān)系時，控制壓力或接觸面的粗糙程度不變。⑵研究壓力的作用效果（壓強）與壓力和受壓面積的關(guān)系。⑶研究液體的壓強與液體的密度和深度的關(guān)系。⑷研究物體的動能與質(zhì)量和速度的關(guān)系。⑸研究物體的重力勢能與質(zhì)量和高度的關(guān)系。⑹研究電流與電阻、電壓之間的關(guān)系即歐姆定律。⑺研究導(dǎo)體電阻大小跟導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積的關(guān)系。⑻研究電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時間的關(guān)系。

例題：如圖所示是“探究滑動摩擦力大小與什么因素有關(guān)”的實驗。

（1）實驗過程中，必須用彈簧測力計沿水平方向拉著物塊A做_____運動，這樣做便于測量滑動摩擦力的大小.

（2）分析圖甲、乙可知，在接觸面粗糙程度相同時，_____越大，滑動摩擦力越大.

（3）分析圖甲和丙，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)F1

上述實驗得到的結(jié)論是：滑動摩擦力的大小跟壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關(guān).

答案：（1）勻速直線 （2）壓力 （3）接觸面越粗糙

二、等效（替代法）

在物理學(xué)中，在保證某種效果（特性和關(guān)系）相同的前提下，將實際的、復(fù)雜的物理問題和物理過程轉(zhuǎn)化為等效的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程來研究和處理的方法。

⑴在研究平面鏡成像實驗中，用兩根完全相同的蠟燭，其中一根等效另一根的像。⑵在研究合力時，一個力與兩個力使彈簧發(fā)生的形變是等效的，一個力就替代了兩個力。⑶在電路中，若干個電阻，可以等效為一個合適的電阻，反之亦可，如串聯(lián)電路的總電阻、并聯(lián)電路的總電阻都利用了等效的思想。

例題：如圖所示電路用的是等效替代法測量未知電阻。其中Rx是待測電阻（阻值大約幾百歐），R是滑動變阻器，R0 是電阻箱（電阻箱的最大電阻值大于Rx）。

（1）請根據(jù)實驗電路圖把下列主要實驗步驟中的空白填齊。

①按電路圖連好電路，并將電阻箱R0的阻值調(diào)至最大。

②閉合開關(guān)S1

③閉合開關(guān)_______，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表指針指在適當(dāng)?shù)奈恢?，記下此時電流表的示數(shù)I。

④先斷開開關(guān)_______，再閉合開關(guān)_______，保持___________的電阻不變，調(diào)節(jié)_______，使電流表的示數(shù)仍為I。

答案：（1）S3；（2）S3，S2，滑動變阻器，電阻箱。轉(zhuǎn)換法 在物理學(xué)習(xí)中，有時需要研究看不見的物質(zhì)（如電流、分子、力、磁場），這時就必須將研究的方向轉(zhuǎn)移到由該物質(zhì)產(chǎn)生的各種可見的效應(yīng)、效果上，由此來分析、研究該物質(zhì)的存在、大小等情況，這種研究方法稱為轉(zhuǎn)換法。 ⑴通過觀察木塊被運動物體撞后移動距離的大小，可比較運動物體動能的大小。⑵分子運動看不見、摸不著，不好研究，便可通過研究擴散現(xiàn)象認識它。⑶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，即根據(jù)電流產(chǎn)生的效應(yīng)來判斷。

三、類比法

為了把要表述的物理問題說得清楚明白，往往用具體的、有形的、人們民熟知的事物來類比要說明的那些抽象的、無形的、陌生的事物。通過類比，使人們對所要提示的事物有一個直接的、具體的、形象的認識，找出類似的規(guī)律。【注意】類比的兩個或兩類對象要有共有的相同或相似處。（1）固體、液體、氣體的分子結(jié)構(gòu)用學(xué)生在校的情況類比。（2）研究做功快慢時與運動快慢進行類比。（3）在進行《內(nèi)能》的教學(xué)時，一邊回顧《機械能》的知識，一邊把內(nèi)能相關(guān)知識與機械能進行類比以達到教學(xué)目的。（4）在研究電流、電壓時，將水壓使水管中形成水流，類似地，電壓使電路中形成電流等。

參考文獻：

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[3]許國梁主編.中學(xué)物理教學(xué)法第二版.北京：高等教育出版社.1994.