物理研究方法及举例

1. 初中物理十五种研究方法及含义

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。

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
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
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

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
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。
暂时就这

2. 物理学中常用的研究物理问题的方法有哪些请列举并作详细解释

一、控制变量法：通过固定某几个因素转化为多个单因素影响某一量大小的问题。 7、探索磁场对电流的作用规律；8、研究电磁感应现象；9、研究焦耳定律。 二、等效法：将一个物理量，一种物理装置或一个物理状态（过程），用另一个相应量来替代，得到同样的结论的方法。 1、在研究物体受几力时，引入合力。2、曹冲称象。 3、在研究多个用电器组成的电路中，引入总电阻。 三、模型法：以理想化的办法再现原型的本质联系和内在特性的一种简化模型。 1、在研究光学时，引入“光线”概念。 2、在研究磁场时，引入磁感线对磁场进行描述。3、理想电表。 四、转换法（间接推断法） 累积法：把不能观察到的效应（现象）通过自身的积累成为可观测的宏观物或宏观效应。 1、用压紧铅柱的方法来显示分子面的引力作用。 2、在研究分子运动时，利用扩散现象来研究。 3、根据电流所产生的效应认识电流。 4、根据磁铁产生的作用来认识磁场。 五、类比法：根据两个对象之间在某些方面的相似或相同，把其中某一对象的有关知识、结论推移到另一个对象中去的一种逻辑方法。 1、水压－－电压 2、抽水机提供水压类似电源提供电压。 3、用速度的定义公式引入压强公式。 六、比较法：找出研究对象之间的相同点或相异点的一种逻辑方法。 1、研究蒸发和沸腾的异同点。 2、比较电压表与电流表在使用过程中的相同点和相异点。 3、比较电动机与发电机的结构和原理的相同点和异同点。 4、汽油机和柴油机的相同点和异同点。 七、归纳法：从一系列个别现象的判断概括出一般性判断的逻辑的方法。 1、从气、液、固的扩散实现现象，得出结论：一切物体的分子都在作无规则的运动。 2、物理学中的实验规律（如串、并联电路中电流、电压的特点等）几乎都用了此法。

3. 物理科学探究方法有哪些什么建立物理模型啊什么等效替换发等等，都分别解说下还要举例子，并说明探究力

1、等效替代法：在物理实验中有许多物理特征、过程和物理量要想直接观察和测量很困难，这时往往把所需观测的变量换成其它间接的可观察和测量的变量进行研究，这种研究方法就是等效法。如：串并联电路电阻。
2、转换法：对于不易研究或不好直接研究的物理问题，而是通过研究其表现出来的现象、效应、作用效果间接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。如：在验证发声体在振动时，在音叉旁边悬挂乒乓球
3、类比法：类比法是指将两个相似的事物做对比，从已知对象具有的某种性质推出未知对象具有相应性质的方法。类比法在物理中有广泛的应用。所谓类比，实际上是一种从特殊到特殊或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它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。在物理教学中，类比方法可以帮助理解较复杂的实验和较难的物理知识。比如利用水压讲解电压；水流讲解电流。
4、控制变量法：,就是在研究和解决问题的过成中,对影响事物变化规律的因素和条件加以人为控制,只改变某个变量的大小,而保证其它的变量不变,最终解决所研究的问题。如：探究导体电阻与那些因素有
5、物理模型法：它是在实验的基础上对物理事实的一种近似形象的描述，物理模型的建立，往往会导致理论上的飞跃。如：根据实验建立液体压强公式P=ρg h时运用了“假想液柱”的模型；
6、科学推理法（理想实验法）：推理法是根据已知物理现象和规律，通过想象和推理对未知的现象做出科学的推理和预见。推理法是在观察实验的基础上，忽略次要因素，进行合理的推理，得出结论，达到认识事物本质的目的。如：牛顿第一定律的得出。
7、观察比较法（对比法）如：研究蒸发的快慢因素、研究蒸发与沸腾的异同。——比较法
8、归纳求同法如：在探究“杠杠的平衡条件”的实验中，通过多次实验得出了杠杆的平衡条件
9、比值定义法就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。比如物质密度、速度、功率等。
10、逆向思维法：如：由电生磁想到磁生电。
不知道是否想全，希望对你有帮助

4. 物理实验方法有哪些

1、等效替代法

简介：在物理学中，在保证某种效果相同的前提下，将一个物理量、物理状态或过程用另一个物理量、物理状态或过程来替代，得到同样的结论，这种研究问题的方法叫做等效替代法。

举例应用：

（1）在“曹冲称象”中，用石块等效替代大象，效果相同。

（2）平面镜成像实验中利用两个完全相同的蜡烛，验证像与物的大小相同。

（3）在力的合成中，用一个合力可以等效替代几个力的共同作用的效果。

2、建立理想模型法

简介：把复杂的问题简单化，摒弃次要因素，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，这是一种重要的物理思想。

举例应用：

（1）匀速直线运动是一种理想模型，在生活实际中，严格的匀速直线运动并不存在。

（2）在研究连通器的原理时，理想液片是一种理想模型。

（3）光线是引入的模型，直观、形象地描述了物理情景与事实。

3、控制变量法

简介：在研究物理问题时，某一物理量往往受到几个不同因素的影响，为了确定该物理量与各个不同因素之间的关系，就需要控制某些因素，使其固定不变，只研究其中一个因素，看所研究的因素与该物理量之间的关系，这种研究方法叫做控制变量法。

举例应用：

（1）研究弦乐器的音调与弦的材料、长度和横截面积的关系。

（2）研究蒸发快慢与液体温度、表面积和空气流速的关系。

（3）研究力的作用效果与力的大小、方向和作用点的关系。

（4）研究滑动摩擦力与物体间的压力和接触面粗糙程度的关系。

（5）研究浮力与液体密度和物体排开液体体积的关系。

（6）研究液体压强与液体密度和深度的关系。

（7）研究物体的动能与物体质量、速度的关系。

（8）研究物体的重力势能与物体质量、被举高度的关系。

4、实验推理法

简介：实验推理法是以大量可靠的事实为基础，以真实的实验为原型，通过合理的推理得到结论，深刻地揭示出物理规律的本质，是物理学研究问题的一种重要的思想方法。

举例应用：

（1）将闹钟放在钟罩中，不断抽去罩内空气，听到铃声越来越弱，由此推理出真空不能传声。

（2）研究力和运动的关系，推理出牛顿第一定律。

5、转换法

简介：在物理学习中，有时需要研究看不见的物质(如电流、分子、力、磁场)或不易直接测量的物理量，这时就必须将研究的方向转化到由该物质产生的学生熟知的各种可见的效应、效果上，由此来分析、研究该物质的存在、大小等情况，这种研究方法称为转换法。

举例应用：

（1）研究声音是由振动产生时，用乒乓球的可视的振动认识音叉的振动。

（2）研究压力的作用效果时，用海绵的凹陷程度来表示。

（3）测量滑动摩擦力时转换成测拉力的大小。

5. 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。这种方法在实验数据的表格上的反映为某两次试验只有一个条件不同，若两次试验结果不同则与该条件有关。否则无关。反之，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。

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，应选用材料横截面相同的导线，为了研究导体的电阻与导体材料的关系，应选用长度和横截面相同的导线，为了研究导体的'电阻与导体横截面的关系，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面积，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。

实例：物体发生形变或运动状态改变可证明一些物体受到力的作用；马德堡半球实验可证明大气压的存在；雾的出现可以证明空气中含有水蒸气；影子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存在着磁场；指南针指南北可证明地磁场的存在；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存在着引力；运动的物体能对外做功可证明它具有能等。

六、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。从而可以帮助我们理解较复杂的实验和较难的物理知识。类比是一种推理方法，不同事物在属性、数学形式及其他量描述上有相同或相似的地方就可以来用类比推理。类比法是提出科学假说做出科学预言的重要途径，物理学发展史上的许多假说是运用类比方法创立的，开普勒也曾经说过：“我们珍惜类比推理胜于任何别的东西”。

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

建立模型法是一种高度抽象的理想客体和形态用物理模型，用物理模型可以使抽象的假说理论加以形象化，便于想象和思考研究问题。物理学的发展过程可以说就是一个不断建立物理模型和用新的物理模型代替旧的或不完善的物理模型的过程。

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。

拓展

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