用物理学的研究方法学习物理.ppt

用物理学的研究方法学物理变暖视频.flv学生对物理的学习普遍感到困难的原因有 以 下几个方面： 一：只进行简单学习，忽视系统学习即只对单独知识点的学习而不去把知识系统 化简单学习，只是对单独知识点的理解、记 忆和练习；知识点就是一盘散沙，只有把知识 点归纳、总结和整理，进行系统化才能对物理 知识进行整体把握学生知道用P=UI求电功率 ，而题目中并不总是直接给出U和 I,所以系统 的学习P=U2/R P=I2/R P=W/t就非常必要 了• 二、只重视结果，而忽视过程只重视结果即只重视答案，而忽略了认识问 题，分析问题，解决问题的思考实验过程，忽 视怎样才能得出结果的过程因为知识是：认知过程，不是结果• 三：只死记硬背，不动脑筋 • 物理的定义，定理背会是重要的，但 不去动脑理解，如何解决问题， • 四：只听讲，不思考 • 只听讲，不思考就是只重视答案， 忽视过程的原因 • 物体在F 作用下不同表面上移动了S，求F做的功 FFF玻璃面木板面毛巾面初中物理中的研究方法，就 可以解决学生遇到的问题，学生 不仅进行简单的知识点的学习， 也进行了系统化的学习，同时加 深了认知过程。

下面我们来了解 初中物理中的研究方法• 研究物理的科学方法有许多，经 常用到的有:控制变量法、模型 法、比值定义法、观察法、实验 法、比较法、类比法、等效法、 转换法、科学推理法等这些研 究方法都是科学探究的方式，首 先我们来了解科学探究的两种方 式： 科学探究的方式有两种 ：一、实验探究二、理论分析两者相辅相成• 探究浮力产生的原因先是理论分 析（浮力是由于液体对物体向上 和向下的压力差产生的） • 探究浮力大小与哪些因素有关的 实验则利用了实验探究9.2 阿基米德原理 （沪粤版八年级下册p90） 先理论分析后实验探究的一个典型例子物体受到的浮力 物体浸入液体 的体积和液体的密度有关 物体浸入 液体的体积等于被它排开液体的体积 液体的密度与液体的体积 液体的 质量 液体的重力（质量与浮力不 能比较不是同一种性质的力） F浮与 G排的关系• 研究某些物理知识或物理规律，往往 要同时用到几种研究方法如在研究 电阻的大小与哪些因素有关时，我们 同时用到了观察法（观察电流表的示 数）、转换法（把电阻的大小转换成 电流的大小、通过研究电流的大小来 得到电阻的大小）、归纳法（将分别 得出的电阻与材料、长度、横截面积 、温度有关的信息归纳在一起）、和 控制变量法（在研究电阻与长度有关 时控制了材料、横截面积）等方法。

可见，物理的科学方法 题无法细致的分类只 能根据题意看题中强调 的是哪一过程，来分析 解答 下面我们将一些重要的 实验方法进一下分析一、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，要研究它们的要研究它们的 运动等规律，使之转化为学生熟知运动等规律，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。

曹冲称象 的故事• 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 、速度等• 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 成测硬币的周长，在求直径；• 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。

• 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）；•三、放大法• 在有些实验中，实验的现象我们是能 看到的，但是不容易观察我们就将 产生的效果进行放大再进行研究 比 如音叉的振动很不容易观察，所以我 们利用小泡沫球将其现象放大观察 压力对玻璃瓶的作用效果时我们将玻 璃瓶密闭，装水，插上一个小玻璃管 ，将玻璃瓶的形变引起的液面变化放 大成小玻璃管液面的变化•四、累积法 • 在测量微小量的时候，我们常常将 微小的量积累成一个比较大的量、 比如在测量一张纸的厚度的时候， 我们先测量100张纸的厚度在将结 果除以100，这样使测量的结果更 接近真实的值就是采取的累积法 • 要测量出一张邮票的质量、测量出 心跳一下的时间，测量出导线的直 径，均可用累积法来完成• 五、类比法 • 在我们学习一些十分抽象的，看不见 、摸不着的物理量时，由于不易理解 我们就拿出一个大家能看见的与之很 相似的量来进行对照学习如电流的 形成、电压的作用通过以熟悉的水流 的形成，水压使水管中形成了水流进 行类比，从而得出电压是形成电流的 原因的结论。

学生在学习电学知识时 ，在老师的引导下，联想到：水压迫 使水沿着一定的方向流动，使水管中 形成了水流；• 类似的，电压迫使自由电荷做定 向移动使电路中形成了电流抽 水机是提供水压的装置；类似的 ，电源是提供电压的装置水流 通过涡轮时，消耗水能转化为涡 轮的动能；类似的，电流通过电 灯时，消耗的电能转化为内能 • 我们学习分子动能的时候与物体 的动能进行类比；学习功率时， 将功率和速度进行类比•六、理想化物理模型 • 实际现象和过程一般都十分复杂的，涉及 到众多的因素，采用模型方法对学习和研 究起到了简化和纯化的作用但简化后的 模型一定要表现出原型所反映出的特点、 知识模型法有较大的灵活性每种模型 有限定的运用条件和运用的范围 • 中学课本中很多知识都应用了这个方法， 比如有： • 液柱、（比如在求液体对竖直的容器底的 压强的时候，我们就选了一个液柱作为研 究的对象简化，简化后的模型依然保留原 来的特点和知识）；• 光线、（在我们学习光线的时候 光线是一束的，而且是看不见的 ，我们使用一条看的见的实线来 表示就是将问题简化，利用了理 想化模型）；液片、（在我们研 究连通器的特点，求大气压时我 们都在某一位置取了一个液面， 研究该液面所受到的压强和压力 ，也是将问题简化，利用理想化 模型法）；•光沿直线传播（在我们学习 中我们知道真正的空气是各处 都不均匀的，比如越往上空气 越稀薄，在比如因为空气各处 不均匀形成了风，而在光是沿 直线传播一节中我们将问题简 化，只取一个简单的模型，一 条光线在均匀的介质中传播） 。

匀速直线运动；（生活中很少有 一个物体真正的做匀速直线运动 ，在我们研究问题的时候匀速直 线运动只是一个模型） 磁感线（磁感线是不存在的一条 线，但是我们为了便于研究磁场 我们人为的引入了一条线，将我 们研究的问题简化•七、科学推理法 • 当你在对观察到的现象进行解释 的时候就是在进行推理，或说是 在做出推论，例如当你家的狗在 叫的时，你可能会推想有人在你 家的门外，要做出这一推论，你 就需要把现象（狗的叫声）与以 往的知识经验，即有陌生人来时 狗会叫结合起来这样才能得出 符合逻辑的答案• 如：在进行牛顿第一定律的实验 时，当我们把物体在越光滑的平 面运动的就越远的知识结合起来 我们就推理出，如果平面绝对光 滑物体将永远做匀速直线运动 • 如：在做真空不能传声的实验时 ，当我们发现空气越少，传出的 声音就越小时，我们就推理出， 真空是不能传声的•八、等效替代法平面镜成像.asf • 比如在研究合力时，一个力与两个力使 弹簧发生的形变是等效的，那么这一个 力就替代了两个力所以叫等效替代法， 在研究串、并联电路的总电阻时，也用 到了这样的方法在平面镜成像的实验 中我们利用两个完全相同的蜡烛，验证 物与像的大小相同，因为我们无法真正 的测出物与像的大小关系，所以我们利 用了一个完全相同的另一根蜡烛来等效 替代物体的大小。

•九、归纳法 • 是通过样本信息来推断总体信息的技 术要做出正确的归纳，就要从总体 中选出的样本，这个样本必须足够大 而且具有代表性在我们买葡萄的时 候就用了归纳法，我们往往先尝一尝 ，如果都很甜，就归纳出所有的葡萄 都很甜的，就放心的买上一大串 • 比如铜能导电，银能导电，锌能导电 则归纳出金属能导电在实验中为了 验证一个物理规律或定理，反复的通 过实验来验证他的正确性然后归纳、 分析整理得出正确的结论• 在阿基米德原理中，为了验证F浮＝ G排，我们分别利用石块和木块做了两 次实验，归纳、整理均得出F浮＝G排， 于是我们验证了阿基米德原理的正确 性，使用的正是这种方法 • 在验证杠杆的平衡条件中，我们反复 做了三次实验来验证F1×L1＝F2×L2也 是利用这种方法 • 一切发声体都在振动结论的得出（在 实验中对多种结论进行分析整理并得 出最后结论时），都要用到这一方法 • 在验证导体的电阻与什么因 素有关的时候，经过多次的 实验我们得出了导体的电阻 与长度，材料，。