物理科学方法归类.PDF

物理科学方法归类 物理学研究中常用到控制变量法,等效法,类比法等科学方法。 一、 控制变量法 物理学研究中常用的一种研究方法——控制变量法。 所谓控制 变量法，就是在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因 素或条件加以人为控制， 使其中的一些条件按照特定的要求发生变化 或不发生变化，最终解决所研究的问题。 可以说任何物理实验，都要按照实验 目的、原理和方法控制某些条件 来研究。 如：导体中的电流与导体两端的电压以及导体的电阻都有关 系， 中学物理实验难以同时研究电流与导体两端的电压和导体的电阻 的关系，而是在分别控制导体的电阻与导体两端的电压不变的情况 下，研究导体中的电流跟这段导体两端的电压和导体的电阻的关系， 分别得出实验结论。通过学生实验，让学生在动脑与动手，理论与实 践的结合上找到这“两个关系”，最终得出欧姆定律 I＝U/R。 为了研究导体的电阻大小与哪些因素有关， 控制导体的长度和材料 不变，研究导体电阻与横截面积的关系。 为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，保证压力相同时，研究 滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。 利用控制变量法研究物理问题，注重了知识的形成过程，有利于 扭转重结论、轻过程的倾向，有助于培养学生的科学素养，使学生学 会学习。 中学物理课本中，蒸发的快慢与哪些因素的有关；滑动摩擦力的大小 与哪些因素有关；液体压强与哪些因素有关；研究浮力大小与哪些因 素有关；压力的作用效果与哪些因素有关；滑轮组的机械效率与哪些 因素有关；动能、重力势能大小与哪些因素有关；导体的电阻与哪些 因素有关；研究电阻一定、电流与电压的关系；研究电压一定、电流 和电阻的关系；研究电流做功的多少跟哪些因素有关系；电流的热效 应与哪些因素有关； 研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系等均应 用了这种科学方法。 二、转换法 一些比较抽象的看不见、摸不着的物质的微观现象，要研究它 们的运动等规律，使之转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象 来认识它们。这种方法在科学上叫做“转换法”。 如：分子的运动， 电流的存在等， 如：空气看不见、摸不到，我们可以根据空气流动 （风）所产 生的作用来认识它；分子看不见、摸不到，不好研究，可以通过研究 墨水的扩散现象去认识它；电流看不见、摸不到，判断电路中是否有 电流时，我们可以根据电流产生的效应来认识它；磁场看不见、摸不 到，我们可以根据它产生的作用来认识它。 再如，有一些物理量不容易测得，我们可以根据定义式转换成直接测 得的物理量。在由其定义式计算出其值，如电功率 （我们无法直接测 出电功率只能通过 P＝UI 利用电流表、 电压表测出 U、I 计算得出 P）、 电阻、密度等。 中学物理课本中 测不规则小石块的体积我们转换成测排开水的体积 我们测曲线的长短时转换成细棉线的长度 在测量滑动摩擦力时转换成测拉力的大小 大气压强的测量 （无法直接测出大气压的值，转换成求被大气压压起 的水银柱的压强）测硬币的直径时转换成测刻度尺的长度 测液体压强 （我们将液体的压强转换成我们能看到的液柱高度差的变 化） 通过电流的效应来判断电流的存在（我们无法直接看到电流）， 通过磁场的效应来证明磁场的存在（我们无法直接看到磁场）， 研究物体内能与温度的关系 （我们无法直接感知内能的变化，只能转 换成测出温度的改变来说明内能的变化）； 在研究电热与电流、电阻的因素时，我们将电热的多少转换成液柱上 升的高度。 在我们研究电功与什么因素有关的时候， 我们将电功的多少转换成砝 码上升的高度。 密度、功率、电功率、电阻、压强 （大气压强）等物理量都是利用转 换法测得的。 在我们回答动能与什么因素有关时， 我们回答说小球在平面上 滑动的越远则动能越大，就是将动能的大小转换成了小球运动的远 近。以上列举的这些问题均应用了这种科学方法。 例：1、分子运动看不见、摸不着，不好研究，但科学家可以通过研 究墨水的扩散现象去认识它，这种方法在科学上叫做“转换法’。下面 是小明同学在学习中遇到的四个研究实例， 其中采取的方法与刚才研 究分子运动的方法相同的是(  )  A。利用磁感应线去研究磁场问题  B。电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流时，我们可通过 电路中的灯泡是否发光去确定  C。研究电流与电