⑴ 初中物理常見的科學方法有哪些
在《初中物理課程標准》中,科學探究既是學生的學習目標,又是重要的教學方式之一.在探究科學規律的過程中,學生通過動手動腦,通過物理學知道「再發現」過程,體驗到科學探究的樂趣,學習科學家的科學探究方法,領悟科學的思想和精神,掌握科學學巧備戚習的策略和科學的思維方法,從而提高他們的科學素質.下面就與大家一起來探討物理教學中常用的一些科學方法. 一、猜想法 在科學探究的學習過程中,猜想這一步驟有著舉足輕重的地位,它是物理智慧中最活躍的成分,對學生猜想能力的培養,也是物理探究過程中的一個重要環節,而且猜想決定了科學探究的方向,因此,在物理教學的過程中,引導學生科學合理地猜想就顯得格外重要.首先,猜想要有一定經驗和知識作為基礎.在進行科學猜想能力方面的教學時,可先針對問題讓學生展開想像的翅膀,鼓勵學生把所有可能的情況都大膽地說出來,然後讓學生根據已有知識和生活經驗逐一進行分析,想想生活中有哪些事實支持它,它和已有知識是否一致,排除那些與經驗和知識相矛盾的想法,留下的就可能是科學的猜想了,沒有一定的知識和經驗,猜想恐怕只能是無本之木,無源之水.所以在教學中為了避免學生胡猜亂想,讓學生說出猜想的理由、事實依據是很有效的避免課堂混亂的手段,也是培養學生探究能力的方法之一. 二、控制變數法 「控制變數法」是初中物理中常用的探究問題的科學方法.由於影響物理研究對象的因素在許多情況下並不是單一的,而是多種因素相互交錯、共同起作用的.所以要想精確地把握研究對象的各種特性,弄清事物變化的原因和規律,必須人為的製造一些條件,便於問題的研究.例如當一個物理量與幾個因素有關時,我們一般是分別研究這個物理量與各個因素之間的關系,再進行綜合分析得出結論.這樣就必須在研究物理量同其中一個因素之間的關系時,將另外幾個因素人為地控制起來,使它們保持不變,以便觀察和研究該物理量與這個因素之間的關系.這就是「控制變數」的方法.在初中物理教學中有許多概念或規律的探索過程,都要用到控制變數法.例如,在八年級剛接觸物理時,有一個探究實驗是探究「聲音怎樣從發聲的物體傳到遠處?」.讓一個學生在桌子一端敲擊桌面,另一個學生在另一端聽聲音,一次貼在桌面上聽,一次只是貼近桌面.發現兩次都可以聽到聲音,引導學生分析這兩次聲音分別是通過桌子和空氣傳來的,從而說明聲音要靠介質傳播.同時讓學生比較兩次聽到的聲音大小,從而認識到聲音在固體中比在空氣中傳播得快,即固體的傳聲能力強.在這里,老師一定要強調實驗中需要控制的變數就是聽聲音的距離和敲擊桌面的力度要相同,使學生體驗滾滾到控制變數的思想,為以後的探究實驗作好方法上的准備.控制變數法是一種最常用的、非常有效的探索客觀物理規律的科學方法.通過控制變數法,可以讓我們很方便的研究出某個物理量與多個因素之間的定性或定量關系,從而能得出普遍的規律. 三、等效替代法 有一個廣為人知的歷史故事──曹沖稱象.他運用的就是一種等效替代的思想,他是用石頭替代了大象,巧妙地測出了大象的重力.當然,這里還用到了「化整為零」的思想.很多偉人也經常會用等效法來使研究問題簡化,例如,愛迪生用圍成一圈的平面鏡的反射光等效多個太陽造成了無影燈,他的助手阿普頓在苦苦計算燈泡的容積時,愛迪生卻告訴他只需要把燈泡裝滿水,測量水的體積即為燈泡的容積.還有阿基米德在洗澡時發現了鑒別王冠真假的方法,從而也導致了一個重要的原理──阿基米德原理的發現.可以說「等效替代」的思想是物理實驗成功的最根本、最重要的思路,物理學中的相關定律、定理、公式、原理都是以替代思維成立的基礎為出發點的.例如,測量不規則固體的體積,就是利用物體浸沒在液體中時,物體體積與物體排開的液體的體積相等的原理,將用替代.在有量筒或量杯時,可採用「排液補差法」或叫「等量空間占據法」測量.沒有量筒或量杯時,可用彈簧秤和水,通過測量浮力大小,結合阿基米德原理計算(全部浸沒),也可以用天平測排水的質量(全部浸沒),再利用密度知識來計算.當無法直接測物體的質量時,就可以用漂浮的方法利用的原理,測出也就知道了,物體的質量也就可求了.這種質量或體積的替代測量方法一般多見於測量物質密孝陵度的方法中.還有許多物理量的測量都用到了等效替代法. 四、轉換法 所謂「轉換法」,主要是指在保證效果相同的前提下,將不可見、不易見的現象轉換成可見、易見的現象;將陌生、復雜的問題轉換成熟悉、簡單的問題;將難以測量或測準的物理量轉換為能夠測量或測準的物理量的方法.彈簧測力計的原理也隱含了一個間接測量原則.即用可直接量度的量去間接表現那些不便直接觀察不便直接測量的量.在這里,彈簧的長度變化是可以直接觀察直接測量的,而力的大小是看不到摸不著的,但是力的大小卻和彈簧長度的變化有關系,所以我們就可以用彈簧的伸長量來量度力的大小.不僅測力計是這樣的,溫度計、壓強計、氣壓表(高度計)、電流表、電壓表、時鍾速度表都是如此,看見的是長度、角度的變化,反映的是溫度、液體壓強、大氣壓強(高度)、電流、電壓、時間、速度的變化.初中物理中有很多地方都用到了轉換法的原理.研究物體升溫吸熱的多少與哪些因素有關時,可通過觀察放入其中的相同電熱器加熱時間的長短來判斷吸熱多少.利用擴散現象來研究分子的運動及分子運動的快慢.研究動能或勢能大小時通過觀察運動的小球推動紙盒移動距離的大小或是木樁被打入地下的深度,來推斷動能和勢能的大小.研究力、電流、磁場時,由於它們都是看不見摸不著的東西,我們可以利用力所產生的效果、電流產生的各種效應、磁場的基本性質來研究它們.比如可以通過泡沫塑料凹陷的程度來知道壓力的作用效果大小,用燈光的亮度來感知電流的大小、用電磁鐵吸引大頭針的個數來判斷其磁性強弱.將光在透明空氣中的傳播轉換為在煙或水霧中的傳播來觀察光的傳播方向.再如,把發聲體的微小振動用泡沫塑料球的振動來進行放大,把物體熱脹冷縮的微小變化用細管中液柱的高度變化來放大,把物體受力後的微小形變用平面鏡反射光線的偏轉角度來進行放大等等都是利用了轉換法. 五、理想化方法 「理想化方法」.它又分為「理想實驗法」和「理想模型法」.例如,我們在研究真空能否傳聲的時候,將一隻小電鈴放在密閉的玻璃罩內,接通電路,可清楚的聽到鈴聲,用抽氣機逐漸抽去玻璃罩內的空氣,聽到鈴聲越來越弱,這說明空氣越稀薄,空氣的傳聲能力越弱.實驗中無法達到絕對的真空,但可以通過鈴聲的變化趨勢,推測出真空不能傳聲,這與牛頓第一定律的建立過程是非常類似的.這屬於理想實驗法.如果教師在教學中注意很好地滲透這一方法,有利於培養學生的科學思想,提高學生的創新能力.在初中教材中,我們熟悉的理想化模型有:杠桿(只要能繞著固定點轉動的物體都可以看作是杠桿)、斜面(像盤山公路這樣起點為低終點高的彎曲面可以看作是斜面)、輪軸(如門把手、汽車方向盤、腳踏板、扳手這樣在使用中某部分轉動形成的軌跡是一個圓的機械都可以看作輪軸)、連通器(上端開口、底部連通的容器都可以看作是連通器)、薄透鏡、光線、磁感線等等.正是引入了這些理想化的物理模型,才得以使我們面對許多復雜的現實問題,通過簡化處理能夠比較順利地予以解決.我們也常常運用理想化方法,對於某些問題可以通過尋找和建立合適的理想化模型來處理,即將研究對象、條件等理想化,以達到化繁為簡的目的. 另外常用的科學方法還有類比法、圖像法、歸納法、比較法、演繹法、推理法、想像法、逆向思維法、宏觀與微觀結合法、累積法,以及微分法等等.
⑵ 物理學的研究方法有哪些
一、控制變數法:通過固定某幾個因素轉化為多個單因素影響某一量大小的問題.
二、等效法:將一個物理量,一種物理裝置或一個物理狀態(過程),用另一個相應量來替代,得到同樣的結論的方法.
三、模型法:以理想化的辦法再現原型的本質聯系和內在特性的一種簡化模型.
四、轉換法(間接推斷法)把不能觀察到的效應(現象)通過自身的積累成為可觀測的宏觀物或宏觀效應.
五、類比法:根據兩個對象之間在某些方面的相似或相同,把其中某一對象的有關知識、結論推移到另一個對象中去的一種邏輯方法.
六、比較法:找出研究對象之間的相同點或相異點的一種邏輯方法.
七、歸納法:從一系列個別現象的判斷概括出一般性判斷的邏輯的方法.
(2)物理中常用的方法有哪些方法有哪些擴展閱讀:
物理學的本質:物理學並不研究自然界現象的機制(或者根本不能研究),我們只能在某些現象中感受自然界的規則,並試圖以這些規則來解釋自然界所發生任何的事情。我們有限的智力總試圖在理解自然,並試圖改變自然,這是物理學,甚至是所有自然科學共同追求的目標。
六大性質
1.真理性:物理學的理論和實驗揭示了自然界的奧秘,反映出物質運動的客觀規律。
2.和諧統一性:神秘的太空中天體的運動,在開普勒三定律的描繪下,顯出多麼的和諧有序。物理學上的幾次大統一,也顯示出美的感覺。
牛頓用三大定律和萬有引力定律把天上和地上所有宏觀物體統一了。麥克斯韋電磁理論的建立,又使電和磁實現了統一。愛因斯坦質能方程又把質量和能量建立了統一。光的波粒二象性理論把粒子性、波動性實現了統一。愛因斯坦的相對論又把時間、空間統一了。
3.簡潔性:物理規律的數學語言,體現了物理的簡潔明快性。如:牛頓第二定律,愛因斯坦的質能方程,法拉第電磁感應定律。
4.對稱性:對稱一般指物體形狀的對稱性,深層次的對稱表現為事物發展變化或客觀規律的對稱性。如:物理學中各種晶體的空間點陣結構具有高度的對稱性。豎直上拋運動、簡諧運動、波動鏡像對稱、磁電對稱、作用力與反作用力對稱、正粒子和反粒子、正物質和反物質、正電和負電等。
5.預測性:正確的物理理論,不僅能解釋當時已發現的物理現象,更能預測當時無法探測到的物理現象。例如麥克斯韋電磁理論預測電磁波存在,盧瑟福預言中子的存在,菲涅爾的衍射理論預言圓盤衍射中央有泊松亮斑,狄拉克預言電子的存在。
6.精巧性:物理實驗具有精巧性,設計方法的巧妙,使得物理現象更加明顯。
對於物理學理論和實驗來說,物理量的定義和測量的假設選擇,理論的數學展開,理論與實驗的比較是與實驗定律一致,是物理學理論的唯一目標。
人們能通過這樣的結合解決問題,就是預言指導科學實踐這不是大唯物主義思想,其實是物理學理論的目的和結構。
在不斷反思形而上學而產生的非經驗主義的客觀原理的基礎上,物理學理論可以用它自身的科學術語來判斷。而不用依賴於它們可能從屬於哲學學派的主張。在著手描述的物理性質中選擇簡單的性質,其它性質則是群聚的想像和組合。
通過恰當的測量方法和數學技巧從而進一步認知事物的本來性質。實驗選擇後的數量存在某種對應關系。一種關系可以有多數實驗與其對應,但一個實驗不能對應多種關系。也就是說,一個規律可以體現在多個實驗中,但多個實驗不一定只反映一個規律。
⑶ 物理學中,經常用的科學方法有哪些如:轉換法,控制變數法
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、控制變數法、模型法、科學推理法等。研究某些物理知識或物理規律,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小)、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)、和控制變數法(在研究電阻與長度有關時控制了材料、橫截面積)等方法。可見,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、 控制變數法物理學研究中常用的一種研究方法——控制變數法。所謂控制變數法,就是在研究和解決問題的過程中,對影響事物變化規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生變化或不發生變化,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。
利用控制變數法研究物理問題,注重了知識的形成過程,有利於扭轉重結論、輕過程的傾向,有助於培養學生的科學素養,使學生學會學習。中學物理課本中,蒸發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小大氣壓強的測量(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麼因素有關的時候,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麼因素有關時,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:1、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,其中採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:然後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
解析:B。三、放大法在有些實驗中,實驗的現象我們是能看到的,但是不容易觀察。我們就將產生的效果進行放大再進行研究。 比如音*的振動很不容易觀察,所以我們利用小泡沫球將其現象放大。觀察壓力對玻璃瓶的作用效果時我們將玻璃瓶密閉,裝水,插上一個小玻璃管,將玻璃瓶的形變引起的液面變化放大成小玻璃管液面的變化。四、積累法在測量微小量的時候,我們常常將微小的量積累成一個比較大的量、比如在測量一張紙的厚度的時候,我們先測量100張紙的厚度在將結果除以100,這樣使測量的結果更接近真實的值就是採取的積累法。要測量出一張郵票的質量、測量出心跳一下的時間,測量出導線的直徑,均可用積累法來完成。五、類比法在我們學習一些十分抽象的,看不見、摸不著的物理量時,由於不易理解我們就拿出一個大家能看見的與之很相似的量來進行對照學習。如電流的形成、電壓的作用通過以熟悉的水流的形成,水壓使水管中形成了水流進行類比,從而得出電壓是形成電流的原因的結論。學生在學習電學知識時,在老師的引導下,聯想到:水壓迫使水沿著一定的方向流動,使水管中形成了水流;類似的,電壓迫使自由電荷做定向移動使電路中形成了電流。抽水機是提供水壓的裝置;類似的,電源是提供電壓的裝置。水流通過渦輪時,消耗水能轉化為渦輪的動能;類似的,電流通過電燈時,消耗的電能轉化為內能。我們學習分子動能的時候與物體的動能進行類比;學習功率時,將功率和速度進行類比。例: 1、某同學在學習電學知識時,在老師的引導下,聯想力學實驗現象,進行比較並找出了一些相類似的規律,其中不準確的是( ) A。水壓使水管中形成水流;類似地,電壓使電路中形成電流
B。抽水機是提供水壓的裝置;類似地,電源是提供電壓的裝置C。抽水機工作時消耗水能;類似地,電燈發光時消耗電能D。水流通過渦輪時,消耗水能轉化為渦輪的動能:類似地,電流通過電燈時,消耗電能轉化為內能和光能 解析:C
通過類比,用大家熟悉的水流、水壓的直觀認識,使得看不見、摸不著的抽象的電流、電壓等知識躍然紙面,栩栩如生。六、理想化物理模型:實際現象和過程一般都十分復雜的,涉及到眾多的因素,採用模型方法對學習和研究起到了簡化和純化的作用。但簡化後的模型一定要表現出原型所反映出的特點、知識。模型法有較大的靈活性。每種模型有限定的運用條件和運用的范圍。中學課本中很多知識都應用了這個方法,比如有:液柱、(比如在求液體對豎直的容器底的壓強的時候,我們就選了一個液柱作為研究的對象簡化,簡化後的模型依然保留原來的特點和知識)光線、(在我們學習光線的時候光線是一束的,而且是看不見的,我們使用一條看的見的實線來表示就是將問題簡化,利用了理想化模型)液片、(在我們研究連通器的特點,求大氣壓時我們都在某一位置取了一個液面,研究該液面所受到的壓強和壓力,也是將問題簡化,利用理想化模型法)光沿直線傳播;(在我們學習中我們知道真正的空氣是各處都不均勻的,比如越往上空氣越稀薄,在比如因為空氣各處不均勻形成了風,而在光是沿直線傳播一節中我們將問題簡化,只取一個簡單的模型,一條光線在均勻的介質中傳播)勻速直線運動;(生活中很少有一個物體真正的做勻速直線運動,在我們研究問題的時候勻速直線運動只是一個模型)磁感線(磁感線是不存在的一條線,但是我們為了便於研究磁場我們人為的引入了一條線,將我們研究的問題簡化。)例:1、在我們學習物理知識的過程中,運用物理模型進行研究的是( )
A、建立速度概念 B、研究光的直線傳播 C、用磁感應線描述磁場 D、分析物體的質量 解析:B、C。七、科學推理法:當你在對觀察到的現象進行解釋的時候就是在進行推理,或說是在做出推論,例如當你家的狗在叫的時,你可能會推想有人在你家的門外,要做出這一推論,你就需要把現象(狗的叫聲)與以往的知識經驗,即有陌生人來時狗會叫結合起來。這樣才能得出符合邏輯的答案如:在進行牛頓第一定律的實驗時,當我們把物體在越光滑的平面運動的就越遠的知識結合起來我們就推理出,如果平面絕對光滑物體將永遠做勻速直線運動。如:在做真空不能傳聲的實驗時,當我們發現空氣越少,傳出的聲音就越小時,我們就推理出,真空是不能傳聲的。八、等效替代法:比如在研究合力時,一個力與兩個力使彈簧發生的形變是等效的,那麼這一個力就替代了兩個力所以叫等效替代法,在研究串、並聯電路的總電阻時,也用到了這樣的方法。在平面鏡成像的實驗中我們利用兩個完全相同的蠟燭,驗證物與像的大小相同,因為我們無法真正的測出物與像的大小關系,所以我們利用了一個完全相同的另一根蠟燭來等效替代物體的大小。九、歸納法:是通過樣本信息來推斷總體信息的技術。要做出正確的歸納,就要從總體中選出的樣本,這個樣本必須足夠大而且具有代表性。在我們買葡萄的時候就用了歸納法,我們往往先嘗一嘗,如果都很甜,就歸納出所有的葡萄都很甜的,就放心的買上一大串。比如銅能導電,銀能導電,鋅能導電則歸納出金屬能導電。在實驗中為了驗證一個物理規律或定理,反復的通過實驗來驗證他的正確性然後歸納、分析整理得出正確的結論。在阿基米德原理中,為了驗證F浮=G排,我們分別利用石塊和木塊做了兩次實驗,歸納、整理均得出F浮=G排,於是我們驗證了阿基米德原理的正確性,使用的正是這種方法。在驗證杠桿的平衡條件中,我們反復做了三次實驗來驗證F1×L1=F2×L2也是利用這種方法。一切發聲體都在振動結論的得出(在實驗中對多種結論進行分析整理並得出最後結論時),都要用到這一方法。在驗證導體的電阻與什麼因素有關的時候,經過多次的實驗我們得出了導體的電阻與長度,材料,橫截面積,溫度有關,也是將實驗的結論整理到一起後歸納總結得出的。在所有的科學實驗和原理的得出中,我們幾乎都用到了這種方法。十、比較法(對比法)當你想尋找兩件事物的相同和不同之處,就需要用到比較法,可以進行比較的事物和物理量很多,對不同或有聯系的兩個對象進行比較,我們主要從中尋找它們的不同點和相同點,從而進一步揭示事物的本質屬性。如,比較蒸發和沸騰的異同點。如,比較汽油機和柴油機的異同點 如,電動機和熱機 如,電壓表和電流表的使用利用比較法不僅加深了對它們的理解和區別,使同學們很快地記住它們,還能發現一些有趣的東西。十一、分類法把固體分為晶體和非晶體兩類、導體和絕緣體。十二、觀察法物理是一門以觀察、實驗為基礎的學科。人們的許多物理知識是通過觀察和實驗認真地總結和思索得來的。著名的馬德堡半球實驗,證明了大氣壓強的存在。在教學中,可以根據教材中的實驗,如長度、時間、溫度、質量、密度、力、電流、電壓等物理量的測量實驗中,要求學生認真細致的觀察,進行規范的實驗操作,得到准確的實驗結果,養成良好的實驗習慣,培養實驗技能。大部分均利用的是觀察法。十三、比值定義法:例:密度、壓強、功率、電流等概念公式採取的都是這樣的方法。十四、多因式乘積法:例:電功、電熱、熱量等概念公式採取的都是這樣的方法。 十五、逆向思維法例:由電生磁想到磁生電以上這些方法,還只是在初中物理的學習中會遇到和使用的一些科學方法,列舉出來,希望能夠給大家一些幫助。也希望大家都來關注這方面的問題,多了解和掌握一些科學方法,靈活運用,以便於指導我們的學習,工作和生活。配套練習題例1、質量、速度、密度、慣性、功率、比熱容、電功率這些物理量可按一定的特徵進行分類:(1)表示物質某種特性的物理量有:
(2)表示物體本身屬性的物理量有:
(3)表示某方面的「快慢」的物理量有:
答案:[密度、比熱容;質量、慣性;速度、功率、電功率]例2、在初中物理學習中涉及了許多科學研究方法,如等效替代、控制變數等,在下列物理研究實例中,
所用方法相同的是 : 。
所用方法相同的是 : 。(選填序號)。a. 研究液體內部壓強與哪些因素有關;b. 在研究磁場時,引入「磁感線」的概念;c. 在研究串、並聯電路時,引入「總電阻」的概念;d. 研究光的傳播時,引入「光線」的概念;e. 在研究物體受幾個力作用的情況時,引入「合力」的概念;f. 用擴散現象證明分子的無規則運動;g. 研究滑動摩擦力與哪些因素有關;h. 通過小磁針指向偏轉,判定磁場的存在;i。 研究力的作用效果與力的哪些因素有關。
此為半開放習題:a、g、i控制變數;b、d物理模型;c、e等效替代;f、h轉換法
例3、某同學為了粗略測出排球擊地時對地面作用力的大小,他想出了一個辦法:在地上鋪一張紙,把球用水沾濕,然後用球擊紙,在紙上留下一個圓形的濕跡,然後再將這張紙鋪在台秤上,用力將球按在紙上,直至球與紙上的圓形濕跡完全重合,根據此時台秤的讀數,計算出球擊地的作用力。此同學實驗的理論依據是:。
他在此實驗中運用的方法是:。
力可以改變物體的形狀;等效替代例4、某同學做「研究影響滑動摩擦力大小的因素」實驗。他先用彈簧秤沿水平方向拉著木塊在水平放置的平滑木板上做勻速直線運動,並在木板上逐次加砝碼,得到實驗數據。然後他將一條毛巾鋪在木板上,用彈簧秤沿水平方向拉著同一個木塊在粗糙的毛巾表面上做勻速直線運動,並重復上述實驗過程。問:實驗中要求彈簧秤必須沿水平方向拉木塊,使其在水平面上做勻速直線運動,根據彈簧秤的示數就可以知道木塊所受滑動摩擦力大小,其理論根據是: 。用到的實驗方法是: 。答案:拉力與滑動摩擦力為平衡力;轉換法例5、為了搞清運動和力的關系,「我們讓同一小車從同一斜面上的同一位置向下運動到不同材料的水平面後,觀察小車從水平面上運動的距離」的方法來研究,這個是運用了 方法。答案:控制變數法例6、在牛頓第一定律時,運動最典型的一種科學方法是 。答案:推理法例7、測量液體內部壓強的壓強計是採用了 方法,把壓強的變化用連通器兩邊液面差的變化來表示。答案:轉換例8、在研究串聯、並聯電路或混聯電路中,我們可以用一個電阻代替所有電阻,在這個問題的研究中採用的是 方法。答案:等效替代法例9、在我們學過物理知識的過程中,運用物理模型進行研究的是( )A、建立速度的概念 B、研究光的直線傳播C、一切發聲體都在振動 D、密度概念的建立答案:B A、比值定義法 C、歸納法 D、比值定義法例10、在物理實驗中,我們利用轉換法測得的物理量有( )A、質量 B、功率 C、電阻 D、密度答案:BCD B、轉換成測UI C、轉換成測UI D、轉換成測m、v例11、下列不屬於理想化模型的是( )A、液柱 B、輪軸 C、光線 D、液片答案:B 理想化模型是原型的簡化,近似的反應,所以B不是。例12、一元硬幣的外觀有銀色的金屬光澤,一位同學認為它是不銹鋼製成的,在討論時,有同學提出:「我們先拿磁鐵吸一下」。「測量它的密度」「測量它的電阻率」等建議,第一位同學的意見,屬於科學探究法中的( )A、實驗操作 B、猜想與假設 C、觀察與思考 D、分析與論證答案:A例13、探究物理規律和解決實際問題常用到許多重要的物理思想和方法,下列過程中運用了「等效替代」方法的是 ( )A、測量一張白紙的厚度 B、研究電流與電壓、電阻的關系C、曹沖稱象 D、牛頓總結出慣性定律答案:A、積累法 B、控制變數法 C、等效替代法 D、理想實驗法例14、在學習歐姆定律時,為了研究導體的電流I與導體兩端的電壓U、導體的R的關系,實驗中先保持R一定,研究I與U的關系;再保持U一定,研究I與R的關系,這種方法叫「控制變數法」是物理學研究中常用的一種方法。下面研究過程中應用了控制變數法的是( )A、通過電流做功的多少來判斷電能的多少B、研究物體受兩個力作用的效果時,引入合力的概念C、在研究磁場時,引入磁感應線D、研究電流產生的熱量與電流的關系時保持電阻和時間一定答案:A、等效替代法 B、等效替代法 C、物理模型法 D、控制變數例15、以下研究問題的方法與「用光線表示光」相同的是( )A、把電流比作水流 B、利用三角板和刻度尺測量硬幣的直徑C、利用磁感線來描述磁場的分布D、利用20歐的總電阻代替串聯的15歐和5歐的電阻答案:A、類比 B、轉換法 C、模型法 D、等效替代法例16、物理研究中常常用到「控制變數法」「等效替代法」「模型法」「類比法」等方法,下面是初中物理中的幾個研究實例:1、 研究一個物體受到幾個力的作用時,引入合力的概念2、 用光線表示光的傳播方向3、 研究電流時把它與水流相比4、 利用磁感應線來描述磁場上述幾個實例中,採用了相同研究方法的是A、13 B、23 C、24 D、14答案:1、等效替代法 2、模型法 3、類比法 4、模型法例17回顧所學過的科學方法,下列不正確的是( )A、將固體分子看成是一些用彈簧連接的小球,這是模型法B、在研究由多個電阻組成的電路時,引入總電阻,這是等效法C、為觀察玻璃瓶受力的形變,採取觀察瓶塞上玻璃管中液面的變化,這是應用了放大法D、由電生磁想到磁生電,這是應用了控制變數法答案:D 逆向思維法例18下面是物理學習中的幾個研究實例1、在研究物體受力問題時,引入合力2、在研究光時,引入「光線」的概念3、在研究多個用電器組成的電路時,引入總電阻4、在研究分子運動時,利用擴散現象來研究上述幾個實例中,採取「等效替代」研究問題的是A、13 B、12 C、23 D、34答案:13為等效替代 2模型 4轉換法例19下列三項實驗:(1)用刻度尺測量細銅絲直徑:把細銅絲在鉛筆上緊密排繞N圈(N數根據情況確定),然後用刻度尺量出線圈的總長度再除以N;(2)測一個大頭針的質量;先測出N個大頭針的總質量,再除以N;(3)研究影響摩擦力大小的因素:先保持壓力相同,研究摩擦力與接觸面粗糙程度的關系;再保持接觸面的粗糙程度相同,研究摩擦力與壓力大小的關系。上述三項實驗中,實驗的思想方法相同的是 ,它們遇到問題的共同特點是 ,解決方法的共同特點是 。答案:12;被測量物體小,不容易測量;採取積累法把不容易測量的物理量積累成較大的值在進行測量例20根據作用效果相同的原理,作用在同一個物體上的兩個力,我們可以用一個力的合力來代替它。這種「等效方法」是物理學中常用的研究方法之一,它可使研究的問題簡化,以下幾種情況中,屬於這種「等效方法」的是( )A、在研究磁現象時,用磁感線來描述看不見,摸不著的磁場B、在研究電現象時,用電流產生的效果來研究看不見,摸不著的電流C、兩個電阻並聯時,可用並聯的總電阻來代替兩個電阻D、在研究電流的變化規律時,用水壓和水流來類比電壓和電流答案:A、模型 B、轉換 C、等效替代 D、類比例21下面是同學們在物理學習中的幾個研究實例:1、在學習汽化現象時,研究蒸發與沸騰的異同點2、根據熔化過程的不同,將固體分為晶體和非晶體兩類3、比較電流表與電壓表在使用過程中的相同點和不同點4、在研究磁場時,引入磁感線對磁場進行描述上述幾個實例中,採用「比較法」為主要科學研究方法的是A、13 B、34 C、23 D、24答案:1、比較法 2、分類法 3、比較法 4、模型法例22在研究平面鏡成像的特點時,關鍵的問題是設法確定象的位置,回想我們實驗時的具體做法是 。這樣確定像的位置,憑借的是視覺效果的相同,因而可以說是採用了 的科學方法。答案:另拿一支相同的蠟燭在玻璃板後面移動,直到看上去它跟像完全重合;等效替代例23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認識它,這樣方法在科學上叫做「轉換法」 ,下面是小明同學在學習中遇到的四個研究實例,其中採取的方法與研究分子運動的方法相同的是( )A、利用磁感線去研究磁場問題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光去確定。C、研究電流與電壓、電阻的關系時,先使電阻不變去研究電流與電壓的關系;然後再讓電壓不變去研究電流與電阻的關系D、研究電流時,將它比做水流答案:A、模型 B、轉換法 C、控制變數法 D、類比例24利用作用效果相同的原理來研究問題的方法稱為「等效法」。如在研究力對物體的作用時,用一個力代替兩個力。以下幾種情況中,屬於等效法的是( )A、在研究磁場時,用磁感線來描述磁場B、用右手螺旋定則確定通電螺旋管的磁極或電流方向C、用一電阻兩端的電壓與通過它的電流之比確定電阻的阻值D、在研究並聯電路時,用並聯電路的總電阻代替兩個並聯的電阻答案:A、模型法 B、模型法 C、比值定義法 D、等效替代法例25下面是小明同學在物理學習中的幾個研究實例:1、在學習汽化現象時,研究蒸發與沸騰的異同點;2、根據熔化的過程不同,將固體分為晶體和非晶體兩類3、比較電流表與電壓表在使用過程中的相同點與不同點4、在研究磁場時,引入磁感線對磁場進行描述。其中採用的主要科學研究方法是「比較法」的為( )A、13 B、34 C、23 D、24答案 :A
⑷ 物理學研究方法有哪些
物理學的研究方法有:控制變數法、等效法、模型法、轉換法、類比法、比較法、歸納法等方法。
1、控制變數法:物理學中對於多因素(多變數)的問題,常常採用控制因素(變數)的方法,把多因素搏橋的問題變成多個單因素的問題。每一次只改變其中的某一個因素,而控制其餘幾個因素不變,從而研究被改變的這個因素對事物的影響,分別加以研究,最後再綜合解決。
2、等效法:等效法是常用的科學思維方法。所謂「等效法」就是在特定的某種意義上,在保證效果相同的前提下,將陌生的、復雜的、難處理的問題轉換成熟悉的、容易的、易處理的一種方法。
3、模型法指通過模型來揭示原穗伏型的形態、特徵和本質的方法,一般用在物理實驗上。
4、類比法:類比法是按同類事物或相似事物的發展規律相一致的原則,對預測目標事物加以對比分析,來推斷預測目標事物未來發展趨向與可能水平的一種預測方法。
研究方法:
物理學的方法和科猜銀攜學態度:提出命題 → 理論解釋 → 理論預言 → 實驗驗證 → 修改理論。
現代物理學是一門理論和實驗高度結合的精確科學,它的產生過程如下:
1、物理命題一般是從新的觀測事實或實驗事實中提煉出來,或從已有原理中推演出來;
2、首先嘗試用已知理論對命題作解釋、邏輯推理和數學演算。如現有理論不能完美解釋,需修改原有模型或提出全新的理論模型;
3、新理論模型必須提出預言,並且預言能夠為實驗所證實;
4、一切物理理論最終都要以觀測或實驗事實為准則,當一個理論與實驗事實不符時,它就面臨著被修改或被推翻。
⑸ 物理實驗中有哪些常用的方法
1、測不規則石塊的體積實驗。
將石塊體積轉換成測排開水的體積進行測量。
2、測曲線的長短的實驗。
將曲線長度轉換成細棉線的長度進行測量。
3、在測量滑動摩擦力實驗。
將摩擦力轉換成測拉力的大小進行測量。
4、測硬幣的直徑實驗。
將硬咐悶幣直徑轉換成測刻度尺的長度進行測量。
5、在磁場的存在的實驗。
通過磁場的效應進行證明磁場的存在。
6、研究電熱與電流,電阻的因素實驗。
將電熱的多少轉換成液柱上升的高度進行測量。
使用轉換法可將不可測的量轉換為可測的量進行測量,也可將不易測準的量轉換為可測準的量,提高測量精度。
例如我國古代曹沖稱象的故事,就是把不可直接稱重的大象的質量,轉換為可測的石塊的質量,包含了轉換法的思想方法;而利用阿基米德原理測量不規則物體的體積,則是將不易測準的體積轉換為容易測準的浮力來測量,提高了測量精度;
還有如通過含首測量三線擺的周期測剛體的轉動慣量、通過落體法測物體下落的時間或轉動的角加速度測剛體轉動慣量等都是轉換法思想方法的體現。
由於不同物理量之間存在多種相互聯系的關系和效應,所以就存在各種不同的轉換衡老彎測量方法,這正是物理實驗最富有開創性的一面。轉換測量方法使物理實驗方法與各學科的發展關系更加密切,已滲透到各個學科領域。
轉換測量方法大致可分為參量轉換法和能量轉換法。
⑹ 物理方法有哪些 物理方法簡述
1、物理方法有觀察法、實驗法、類比法、分析法、圖象法、比較法、綜合法、控制變數法、圖表法、歸納法、轉化法等等很多種方法。
2、所謂物理方法備仔就是運用現有的物理知識對物理做深入的學習和研究,找到解決物理問盯凱題的基本思路與方法。物理方法有觀察法、實驗法、類比法、分析法、圖象法、比較法、綜合法、控制變數法、圖表法、歸納法等等很多種方法。仿則汪
⑺ 物理實驗的方法有哪些
1 控制變數法:這個應該是最常見的實驗方法。
例如,在「探究壓強與哪些因素有關」、「探究電流與電阻的關系」、「研究弦樂器的音調與弦的松緊、長短和粗細的關系」等實驗中都用到了該實驗方法。
2 類比法:例如,在學習電流時,為了更好地理解,與生活中熟悉的水流作類比。
實驗+推理法:有些理論只有在理想空間里才能通過實驗得出,此時,我們可以在現實條件實驗的基礎上推導出來這些理論。
例如,在初二我們學過牛頓第一定律:一切物體在沒有受到力的作用時,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。我們知道,物體在運動過程中必定會受到阻力作用,但是我們通過多次實驗,可以推出這一結論。
3 描述法:例如,在生活中是不存在光線的,我們為了更好地學習光,才引進了「光線」這一詞。
4 轉換法:例如,我們在學習「聲音是振動產生的」這一知識時,我們把音叉的微小振動轉換為乒乓球的擺動。使實驗現象更為明顯。
5 模型法:我們在學習原子結構時,為了更好地認識原子的內部結構,用太陽系模型代表原子結構。
(7)物理中常用的方法有哪些方法有哪些擴展閱讀:
物理實驗是初高中階段物理課程中包含的相關實驗,包括電學實驗、力學實驗、熱學實驗、光學實驗等等,常用於驗證物理學科的定理定律。
實驗物理是相對於理論物理而言,理論物理是從理論上探索自然界未知的物質結構、相互作用和物質運動的基本規律的學科。
理論物理的研究領域涉及粒子物理與原子核物理、統計物理、凝聚態物理、宇宙學等,幾乎包括物理學所有分支的基本理論問題。而實驗物理主要是從實驗上來探索物質世界和自然規律。
實驗室使用守則
1、為保護實驗儀器和保持環境衛生,學生必須脫鞋進入實驗室。
2、實驗室是全校師生進行實驗教學和科研活動的場所,學生進入實驗室後要保持肅靜,遵守紀律。
3、做實驗前,認真聽教師講解實驗目的、步驟、儀器的性能操作、方法和注意事項,認真檢查所需儀器設備是否完好齊全,如有缺損要及時向教師報告。
4、實驗時要遵守操作規程,按照實驗步驟認真操作。
5、實驗時要注意安全,防止意外發生。
6、愛護實驗室儀器設備。
7、實驗完畢要認真清理儀器設備,關閉水源電源。
性質
1.真理性:物理學的理論和實驗揭示了自然界的奧秘,反映出物質運動的客觀規律。
2.和諧統一性:神秘的太空中天體的運動,在開普勒三定律的描繪下,顯出多麼的和諧有序。物理學上的幾次大統一,也顯示出美的感覺。牛頓用三大定律和萬有引力定律把天上和地上所有宏觀物體統一了。
麥克斯韋電磁理論的建立,又使電和磁實現了統一。愛因斯坦質能方程又把質量和能量建立了統一。光的波粒二象性理論把粒子性、波動性實現了統一。愛因斯坦的相對論又把時間、空間統一了。
3.簡潔性:物理規律的數學語言,體現了物理的簡潔明快性。如:牛頓第二定律,愛因斯坦的質能方程,法拉第電磁感應定律。
4.對稱性:對稱一般指物體形狀的對稱性,深層次的對稱表現為事物發展變化或客觀規律的對稱性。如:物理學中各種晶體的空間點陣結構具有高度的對稱性。豎直上拋運動、簡諧運動、波動鏡像對稱、磁電對稱、作用力與反作用力對稱、正粒子和反粒子、正物質和反物質、正電和負電等。
5.預測性:正確的物理理論,不僅能解釋當時已發現的物理現象,更能預測當時無法探測到的物理現象。例如麥克斯韋電磁理論預測電磁波存在,盧瑟福預言中子的存在,菲涅爾的衍射理論預言圓盤衍射中央有泊松亮斑,狄拉克預言電子的存在。
6.精巧性:物理實驗具有精巧性,設計方法的巧妙,使得物理現象更加明顯。