研究物理問題的方法
研究物理問題的方法
研究物理的科學(xué)方法有許多，經(jīng)常用到的有觀察法、實驗法、比較法、類比法、等效法、轉(zhuǎn)換法、控制變量法、模型法、科學(xué)推理法等。今天，學(xué)習(xí)啦小編為你帶來了研究物理問題的方法。
研究物理問題的方法介紹
一、控制變量法
物理學(xué)研究中常用的一種研究方法——控制變量法。
所謂控制變量法，就是在研究和解決問題的過程中，對影響事物變化規(guī)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(fā)生變化或不發(fā)生變化，最終解決所研究的問題?？梢哉f任何物理實驗，都要按照實驗?zāi)康摹⒃砗头椒刂颇承l件來研究。如：導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓以及導(dǎo)體的電阻都有關(guān)系，中學(xué)物理實驗難以同時研究電流與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻的關(guān)系，而是在分別控制導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓不變的情況下，研究導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻的關(guān)系，分別得出實驗結(jié)論。通過學(xué)生實驗，讓學(xué)生在動腦與動手，理論與實踐的結(jié)合上找到這“兩個關(guān)系”，最終得出歐姆定律I=U/R。為了研究導(dǎo)體的電阻大小與哪些因素有關(guān)， 控制導(dǎo)體的長度和材料不變，研究導(dǎo)體電阻與橫截面積的關(guān)系。為了研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)，保證壓力相同時，研究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系。利用控制變量法研究物理問題，注重了知識的形成過程，有利于扭轉(zhuǎn)重結(jié)論、輕過程的傾向，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)。中學(xué)物理課本中，蒸發(fā)的快慢與哪些因素的有關(guān);滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān);液體壓強與哪些因素有關(guān);研究浮力大小與哪些因素有關(guān);壓力的作用效果與哪些因素有關(guān);滑輪組的機械效率與哪些因素有關(guān);動能、重力勢能大小與哪些因素有關(guān);導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān);研究電阻一定、電流與電壓的關(guān)系;研究電壓一定、電流和電阻的關(guān)系;研究電流做功的多少跟哪些因素有關(guān)系;電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān);研究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關(guān)系;研究影響力的作用效果的因素;研究琴弦發(fā)聲的音調(diào)與弦粗細(xì)、松緊、長短的關(guān)系;研究物體吸熱與物質(zhì)種類、質(zhì)量、溫度的關(guān)系;研究通電導(dǎo)體在磁場中的受力與哪些因素有關(guān);研究影響感應(yīng)電流的方向因素等均應(yīng)用了這種科學(xué)方法。
二、轉(zhuǎn)換法一些比較抽象的看不見、摸不著的物質(zhì)的微觀現(xiàn)象，要研究它們的運動等規(guī)律，使之轉(zhuǎn)化為學(xué)生熟知的看得見、摸得著的宏觀現(xiàn)象來認(rèn)識它們。這種方法在科學(xué)上叫做“轉(zhuǎn)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(jù)空氣流動(風(fēng))所產(chǎn)生的作用來認(rèn)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(xiàn)象去認(rèn)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(jù)電流產(chǎn)生的效應(yīng)來認(rèn)識它;磁場看不見、摸不到，我們可以根據(jù)它產(chǎn)生的作用來認(rèn)識它。再如，有一些物理量不容易測得，我們可以根據(jù)定義式轉(zhuǎn)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。
三、放大法在有些實驗中，實驗的現(xiàn)象我們是能看到的，但是不容易觀察。我們就將產(chǎn)生的效果進行放大再進行研究。 比如音叉的振動很不容易觀察，所以我們利用小泡沫球?qū)⑵洮F(xiàn)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。嚴(yán)格說放大法也屬于轉(zhuǎn)換法.
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(jié)果除以100，這樣使測量的結(jié)果更接近真實的值就是采取的積累法。要測量出一張郵票的質(zhì)量、測量出心跳一下的時間，測量出導(dǎo)線的直徑，均可用積累法來完成。嚴(yán)格地說積累法也屬于轉(zhuǎn)換法。
五、類比法在我們學(xué)習(xí)一些十分抽象的，看不見、摸不著的物理量時，由于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(xué)習(xí)。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(jié)論。學(xué)生在學(xué)習(xí)電學(xué)知識時，在老師的引導(dǎo)下，聯(lián)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(zhuǎn)化為渦輪的動能;類似的，電流通過電燈時，消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。我們學(xué)習(xí)分子動能的時候與物體的動能進行類比;學(xué)習(xí)功率時，將功率和速度進行類比。例： 1、某同學(xué)在學(xué)習(xí)電學(xué)知識時，在老師的引導(dǎo)下，聯(lián)想力學(xué)實驗現(xiàn)象，進行比較并找出了一些相類似的規(guī)律，其中不準(zhǔn)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(fā)光時消耗電能 D.水流通過渦輪時，消耗水能轉(zhuǎn)化為渦輪的動能：類似地，電流通過電燈時，消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能 通過類比，用大家熟悉的水流、水壓的直觀認(rèn)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(xiàn)象和過程一般都十分復(fù)雜的，涉及到眾多的因素，采用模型方法對學(xué)習(xí)和研究起到了簡化和純化的作用。但簡化后的模型一定要表現(xiàn)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(xué)課本中很多知識都應(yīng)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，簡化后的模型依然保留原來的特點和知識)光線、(在我們學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)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(fēng)，而在光是沿直線傳播一節(jié)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(zhì)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?yōu)榱吮阌谘芯看艌鑫覀內(nèi)藶榈囊肓艘粭l線，將我們研究的問題簡化。)光滑平面(研究力學(xué)時常用到光滑平面，即物體表面沒有摩擦，但是真正沒有摩擦的表面是沒有的.為了問題的簡化就把很小的摩擦不考慮就假設(shè)物體表面光滑)例：1、在我們學(xué)習(xí)物理知識的過程中，運用物理模型進行研究的是( )多項選擇 A、建立速度概念 B、研究光的直線傳播 C、用磁感應(yīng)線描述磁場 D、分析物體的質(zhì)量
七、科學(xué)推理法：當(dāng)你在對觀察到的現(xiàn)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(dāng)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(xiàn)象(狗的叫聲)與以往的知識經(jīng)驗，即有陌生人來時狗會叫結(jié)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(dāng)我們把物體在越光滑的平面運動的就越遠(yuǎn)的知識結(jié)合起來我們就推理出，如果平面絕對光滑物體將永遠(yuǎn)做勻速直線運動。如：在做真空不能傳聲的實驗時，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)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(fā)生的形變是等效的，那么這一個力就替代了兩個力所以叫等效替代法，在研究串、并聯(lián)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(guān)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(shù)。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(dǎo)電，銀能導(dǎo)電，鋅能導(dǎo)電則歸納出金屬能導(dǎo)電。在實驗中為了驗證一個物理規(guī)律或定理，反復(fù)的通過實驗來驗證他的正確性然后歸納、分析整理得出正確的結(jié)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，于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(fù)做了三次實驗來驗證F1×L1=F2×L2也是利用這種方法。一切發(fā)聲體都在振動結(jié)論的得出(在實驗中對多種結(jié)論進行分析整理并得出最后結(jié)論時)，都要用到這一方法。在驗證導(dǎo)體的電阻與什么因素有關(guān)的時候，經(jīng)過多次的實驗我們得出了導(dǎo)體的電阻與長度，材料，橫截面積，溫度有關(guān)，也是將實驗的結(jié)論整理到一起后歸納總結(jié)得出的。在所有的科學(xué)實驗和原理的得出中，我們幾乎都用到了這種方法。運用歸納法得出的結(jié)論更具有普遍性。運用這種思維方法時實驗一定要改變條件多做幾次，否則得出的結(jié)論可能是特殊結(jié)論，而不具備普遍性。
十、比較法(對比法)當(dāng)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(lián)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(zhì)屬性。如，比較蒸發(fā)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，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(qū)別，使同學(xué)們很快地記住它們，還能發(fā)現(xiàn)一些有趣的東西。
物理問題的研究方法總結(jié)
1、由個別到一般。初中物理中這一方法的應(yīng)用較為普遍。
2、抓矛盾主要方面。有些是問題的核心而有些是可以略去不計的，如溫度計是根據(jù)液體熱脹冷縮的性質(zhì)制成的知識解授時，我們要抓住的是液體的熱脹冷縮性質(zhì)，而不考慮玻璃泡本身的熱脹冷縮。
3、“一分為二”的辨證唯物主義觀點。初中物理中的任何一個現(xiàn)象都有它的二重性，既對立又統(tǒng)一，有對人們有益的一面，也有對人們不利的一面。如摩擦這一現(xiàn)象，消耗了大量的能量，但若沒有摩擦，世界又將不成其現(xiàn)在的世界。
4、類比法。通過這種方法使學(xué)生對原來不易理解的物理現(xiàn)象或規(guī)律變得容易掌握，如學(xué)習(xí)電壓概念時，用學(xué)生熟悉的水壓作比較，來成功地引入電壓;又如在學(xué)習(xí)電荷間相互作用和磁極間相互作用時，采用類比法也可以形象地把知識進行歸納，幫助學(xué)生更容易掌握。
5、用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的方法。如列方程組、列表、畫圖象、控制變量法等。這些方法能準(zhǔn)確、簡潔、明了和直觀地表示物理的變化規(guī)律，也有利于幫助學(xué)生記憶。
物理實驗題答題技巧歸納
一、測量型實驗題
這種實驗題是比較簡單的，主要包括直接測量型實驗和間接測量型實驗，只要同學(xué)們不馬虎，得滿分是沒問題的。
二、探究型實驗題
新課標(biāo)的特點就是探究，探究型實驗題也是中考物理實驗題的主角。教材上除了幾個測量類實驗和演示實驗以外，都可以以探究的形式出現(xiàn)，課本上的實驗是出題的一個重點。
解法分析：解探究題要深入了解課本上實驗的原理和方法，做到了如指掌，才能對探究實驗題做到萬無一失;二是掌握探究的方法，要熟練運用“控制變量法”“等效替代法”“類比法”等方法。
三、開放型實驗題
有許多物理實驗可以用不同的方法來做，用不同的實驗方法、不同的驗儀器能得出相同的實驗結(jié)果，也就是說物理實驗具有開放性。開放型實驗題是近年考題中的一個新亮點，特點是題設(shè)條件不確定、解題方法多樣化、答案不惟一;在考查大家實驗?zāi)芰Φ耐瑫r還考查大家的創(chuàng)新能力、發(fā)散思維能力。因為一題多解，考題的難度并不大。
解法分析：希望大家把做過的開放型實驗題歸納在一起，找到解題方法和技巧，提高自己的創(chuàng)新能力、發(fā)散思維能力。
四、設(shè)計型實驗題
設(shè)計型實驗讓我們自行設(shè)計實驗方案，能考查綜合運用能力、創(chuàng)新能力和獨立解決問題的能力。常見設(shè)計型實驗題多數(shù)考察密度和電學(xué)部分，并有以下特點：基礎(chǔ)性：大部分題目以課本知識為依托，不脫離教材，考查我們對知識的靈活運用能力;開放性：設(shè)計題大部分沒有惟一答案，只要求寫出其中的一種或幾種，還有就是貼近生產(chǎn)、生活，常把日用品作為實驗儀器來驗證物理規(guī)律，考查知識的遷移能力與運用能力。
解法分析：設(shè)計型實驗題所能涵蓋的內(nèi)容較多，提供的信息較少，出題的知識點不好把握，要求我們要富有創(chuàng)新精神，能靈活運用所學(xué)知識去分析問題和解決問題，遇到問題需要充分發(fā)揮自己的想像力。
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