“控制变量法“在初中物理中的应用.doc

“控制变量法”在初中物理中的应用 保安中学 张李卫 摘要：本文系统的介绍了控制变量法思想在初中阶段的应用：1、定义相关物理量；2、进行有关探究实验：3、解决有关物理问题。 关键字：控制变量法 定义 探究 解决问题 控制变量法是物理学中应用较多的一种思维和实验方法，在物理教学、学习、研究方面具有非常重要的价值和意义。所谓“控制变量法”就是当一个物理量与多个因素（变量）有关时，在研究某个因素（变量）与这个物理量关系时，为了排除其他因素（变量）对这个物理量的影响和干扰，而控制它们不变或相同，每一次只改变其中的某一个因素，把多因素的问题变成多个单因素的问题，分别进行研究，通过实验考察分析找出所改变因素（变量）与这个物理量之间的关系，最后再加以综合，从而得出所有因素（变量）与这个物理量之间关系的思维方法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。控制变量法是初中物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。结合多年的教学经验，我认为控制变量法的思想在初中物理中主要有以下几方面的应用： 定义相关物理量 1、速度的定义。 速度是表示物体运动快慢程度的物理量。通常我们判断物体运动快慢时有两种方法： a、时间一定时，比较通过路程的长短，通过的路程长，则物体运动的就快； b、路程一定时，比较所用的时间，所用的时间越短，则物体运动的就越快。 在定义速度时我们采用了a方法，控制时间一定，即通过比较单位时间（1s,1min,1h）物体通过的路程来比较物体运动的快慢。若时间单位取国际单位制，则是通过比较一秒时间内物体通过的路程来比较物体运动的快慢。因此速度的定义是：物体在单位时间内通过的路程。计算公式为：v=s/t （速度=路程÷时间）。 2、压强公式的定义。 压强是表示压力作用效果的物理量。p=F/S（压强=压力受力面积）P=W/t (功率=功÷时间)。 4、定义密度 密度是物质的一种特性，仅与物质的种类、状态、温度等因素有关。通常比较物质密度的方法有两种： a、体积一定时，比较质量，质量越大，则物质的密度就越大；质量越小，物质的密度就越小。 b、质量一定时，比较体积，体积越小，则物质的密度就越大；体积越大，物质的密度就越小。 在定义密度时，我们采用了a方法，控制体积一定，即通过比较单位体积（1m 3 ，1d m 3，1c m 3）内物质的质量来比较物质密度的大小。若体积单位取国际单位制，则是通过比较一立方米内物质的质量来比较物质的密度的。因此密度的定义是:单位体积内某种物质的质量叫做这种物质的密度。计算公式为：ρ＝m/V （密度=质量÷体积） 另外，比热容、热值等公式也都使用了控制变量法来定义的，不妨可以参照以上示例来进行分析理解。 二、进行有关探究实验 控制变量法作为一种常用的、行之有效的科学探究方法，在物理探究性实验中有着极为广泛的应用。可以说控制变量法贯穿了整个初中物理教学，在许多演示实验和学生实验中都用到了控制变量法的思想。例如： 1、探究影响滑动摩擦力大小的因素 根据猜想，影响物体所受滑动摩擦力大小的因素可能有：接触面的粗糙程度、接触面积的大小、物体对接触面压力的大小等。为了研究这些因素跟滑动摩擦力大小的关系，根据控制变量法的思想： a、在探究接触面的粗糙程度与滑动摩擦力的关系时，应控制接触面积的大小和物体对接触面压力的大小不变，只改变接触面的粗糙程度，从而通过实验探究得出接触面的粗糙程度与滑动摩擦力的关系。 b、在探究物体对接触面压力的大小与滑动摩擦力的关系时，应控制接触面积的大小和接触面的粗糙程度不变，只改变物体对接触面压力的大小，从而通过实验探究得出物体对接触面压力的大小与滑动摩擦力的关系。 c、在探究接触面积的大小与滑动摩擦力的关系时，应控制物体对接触面压力的大小和接触面的粗糙程度不变，只改变接触面积的大小，从而通过实验探究得出接触面积的大小与滑动摩擦力的关系。 2、探究动能的大小与哪些因素有关 根据猜想，影响物体动能大小的因素可能有物体的速度、质量等。在探究动能的大小与物体的速度、质量关系时，根据控制变量法的思想： a、在探究物体动能大小与物体的速度的关系时，应控制物体的质量不变，只改变物体的运动速度，从而探究出物体动能的大小与物体的速度的关系。 b、在探究物体动能大小与物体的质量的关系时，应控制物体的运动速度不变，只改变物体的质量，从而探究出物体动能的大小与物体的质量的关系。 3、探究影响导体电阻大小的因素 根据猜想，影响导体电阻大小的因素可能有：导体的长度、横截面积、材料和温度等。为了探究出导体的电阻与这些因素的关系，根据控制变量法的思想： a、在探究导体电阻的大小与导体长度的关系时，应控制导体的横截面积、材料和温度不变，只改变导体的长度，从而探究出导体电阻的