今天老師將為同學們介紹初中物理中涉及到的研究方法,希望能夠幫助同學們了解物理研究的思維邏輯,能夠游刃有余地解決物理問題。
1、控制變量法:是通過控制幾個因素,只改變其中一個因素,把多個因素影響某一物理量的問題,轉化為多個單因素影響某一物理量的問題的一種研究方法。這種方法在實驗數據表中的體現為:如果兩次試驗之間只有一個條件不同,則兩次試驗結果不同,即與這個條件有關,否則不相關。如果與某一因素有關,則只使該因素不同,而其他因素保持不變。控制變量法是中學物理中最常用的方法。中學物理教材中,蒸發速度與哪些因素有關?滑動摩擦力,都應用這種科學方法研究力的大小與哪些因素有關;研究一定阻力下電流與電壓的關系;研究電磁鐵磁性的強弱與哪些因素有關等等。
2、等效代換:等效是一種常用的科學思維方法,等效是指不同的物理現象、模型、過程等在物理意義、效果或物理規律上是相同的,可以互相代換,同時保證結論不變。等效方法是指面對一個比較復雜的問題,提出一種簡單的解決辦法或思路,使它們的效果完全相同,從而使問題變得容易,找到解決辦法。例如,我們學過的等效電路、等效電阻、分力與合力的等效性、平面鏡成像等實驗,都用兩根相同的蠟燭來驗證物體與像的大小是否相同。
3、推理:基于觀察和實驗,忽略微小因素,進行合理推斷,得出結論,達到了解事物本質的目的。當你解釋觀察到的現象時,就是在進行推理,或者進行推論,例如牛頓第一定律的推導。現實生活中,不存在沒有外力作用的情況,只有推理才能得出合乎邏輯的答案。
4、類比與歸納:所謂類比,其實就是一種由具體到具體或由一般到一般的推理方法,就是推斷兩個事物(或兩大類)在某些方面可能相同或相似,而其他方面可能相同或相似的一種邏輯思維。物理教學中運用類比法,可以幫助學生理解比較復雜的實驗和比較難的物理知識。
5.圖示法:用圖像來研究某些物理現象的規律或某些物理現象之間的差別。
6、模型法(仿真法):現實中的事物是復雜的,用物理定律研究現實中的事物時,往往需要加以簡化,忽略次要因素初中物理理想模型法,以突出主要矛盾。用這種理想化的方法把現實中的事物簡化,可以得到一系列的物理模型。模型法的運用,起到了簡化、純化學習和研究的作用。但簡化后的模型必須表現出原型的特點和所反映的知識,模型法比較靈活,每種模型都有有限的適用條件和范圍。中學教材中很多知識都用到這種方法,如:液柱、光、液體的薄片、光沿直線傳播、勻速直線運動、磁力線等。
7、轉化法:有些物理現象不容易觀察,我們需要研究它們的運動規律,把它們轉化成學生熟悉的、看得見摸得著的宏觀現象,這種方法就叫轉化法。它看不見摸不著初中物理理想模型法,所以研究起來比較困難。但是,我們可以研究墨水的擴散,以了解分子的運動;我們可以通過檢查電路旁的燈泡是否點亮、小磁針是否偏轉來檢查電路中是否有電流,我們可以根據氣流(風)的影響來了解它;磁場看不見摸不著,但我們可以根據它產生的效應來了解它。再如,有些物理量不容易測量,但我們可以根據它的定義公式,把它轉化成直接測量的物理量。然后根據它的定義公式計算出它的值,如電功率(我們不能直接測量電功率,只能用電流表和電壓表測出U和I,通過P=UI來計算P)、電阻、密度等。
8、放大法:把測量量按一定的規律放大,然后測量的方法叫放大法。有些實驗中,我們可以看到實驗現象,但不容易觀察到,就把這種現象放大,然后再進行研究。例如音叉的振動,不容易觀察到,就用小泡沫球來放大現象。觀察壓力對玻璃瓶的影響時,把玻璃瓶密封,裝滿水,插入一個小玻璃管,把玻璃瓶變形引起的液面變化放大成小玻璃管的液面變化。測量小量時,我們常把小量累加成一個較大的量,如測量一張紙時,先測100張紙的厚度,再把結果除以100,這樣使測量結果更接近實際值,這就是累積放大法。時間和測量導線的直徑都可以利用累積法完成。
9、比較法:是認識事物的一種基本方法,當想尋找兩個事物之間的相同點和不同點時,就需要用到比較法:可以進行比較的事物和物理量很多,在比較兩個不同或相關的對象時,主要尋找它們的不同點和相同點,從而進一步揭示事物的本質屬性。例如,比較蒸發和沸騰的相同點和不同點,汽油機和柴油機的相同點和不同點,電動機和熱力機的相同點和不同點,電壓表和電流表的使用等。使用比較法留學之路,不但可以加深它們之間的理解和不同點,讓學生很快記住它們,還可以發現一些有趣的現象。它也是貫穿整個物理學習過程的一種方法,即它常常與其他方法結合使用。
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