初中物理科學研究方法綜述
科學方法是知識與能力之間的紐帶。“掌握一個科學方法勝過回答十個問題。”研究方法的學習與考查體現了一種新的教學理念。學生只有真正掌握了研究方法，才能有效地解決實際問題，真正提高創新意識與能力。
新課標要求在突出科學探究內容的同時，注重研究方法的引導，使學生在進行科學探究、學習物理知識的過程中，逐漸開闊視野，初步領悟科學研究方法的真正意義。因此，對物理問題研究方法的考查，成為當前及今后中考的熱點問題。控制變量法、等價代換法、換算法、推理法、模型法、比較法、類比法、形象法等都是初中物理中常用的研究方法。
1.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，人為地控制影響事物變化規律的因素和條件，只改變某個變量的大小，而保證其他變量保持不變，最終解決所研究的問題。
這種方法在實驗數據表中的體現是：如果兩次實驗中只有一個條件不同，則兩次實驗結果不同，即與該條件有關，否則不相關。反之，如果研究的問題是物理量是否與某一因素有關，則只有該因素不同，其他因素相同。控制變量法是中學物理中最常用的方法，也是中考出題最多的方法。
【例1】小明在探索“彈性勢能的大小與哪些因素有關”時，提出如下兩個猜想：
假設1：彈性勢能的大小可能與物體的材質有關。
假設2：彈性勢能的大小可能與物體的變形程度有關。
對于假設1，設計的實驗和觀察到的現象如下：
將相同大小、形狀的鋼尺和塑料尺彎曲到相同角度，彈動同一個紙球，觀察紙球被彈動的距離不同。請回答：
（1）小明通過實驗得出結論：
；
（2）實驗中“彎曲到相同程度”的目的是：
；
【解答】彈性勢能的大小可能與物體的材質有關。控制變量，在相同條件下進行比較。
在初中物理教材中，此方法的應用表現在：
1. 學習琴弦發出的聲音的音調與琴弦的粗細、松緊、長度的關系。（聲學）
2. 哪些因素與蒸發（熱量）的速度有關
3. 滑動摩擦力的大小與哪些因素有關
4. 導體（電）的電阻與哪些因素有關？
2. 等效替代法
在物理實驗中，有許多物理特性、過程和物理量難以直接觀察和測量，這時常常把需要觀察的變量用其他間接可觀察、可測量的變量代替來進行研究，這種研究方法就是等效方法。
等效代換法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，在保證結論不變的情況下，可以互相代換。等效法是指在面對比較復雜的問題時，提出一種簡單的解決辦法或思路，而它們的效果是完全一樣的，從而使問題變得更容易解決。比如，我們學過等效電路、等效電阻、分力與合力的等效性……
【例2】（2003陜西）如圖所示，桌子上放著一塊玻璃板，玻璃板前放著一根點燃的蠟燭，在玻璃板上可以看到蠟燭的圖像。研究玻璃板的成像特性，關鍵問題就是設法確定像的位置。仔細想一想初中物理模型試題法，實驗的具體方法是。我們這樣確定像的位置，依靠的是視覺效果一致，所以可以說，我們采用了科學的方法。
分析：虛像不能被光屏接收，因此虛像特性的研究成為實驗中的難題；為了準確探究平面鏡所成虛像的特性，實驗采用兩根完全相同的蠟燭和一塊透明平板玻璃，采用等效方法，很好地解決了這個問題。
答案：拿另一根相同的蠟燭，將其移到玻璃板后面，直到它看起來與圖像完全重疊；等效替代。
3. 換算方法
對于難以研究或不易直接研究的物理問題，通過研究問題的現象、效應、影響等來間接研究問題的方法叫轉化法。這種方法在初中物理學習概念、規律、實驗等教學中運用很多地方。
1.研究物體的內能與溫度的關系（我們不能直接感知內能的變化，而只能將其轉化為所測量的溫度的變化來解釋內能的變化）；
2、研究電熱與電流電阻影響因素時，將電熱量折算為液柱上升的高度；
3、研究電功與哪些因素有關時，把電功折算成重物上升的高度；
4. 在回答動能與什么因素有關時，我們把動能換算成小木塊在平面上被推的距離，距離越大，動能越大。
注意：等效法與換算法很相似，有什么區別？
請注意：
換算方法：電流大小----à燈泡亮度；
磁場——小磁針發生偏轉
等效替代法：分力----à合力
小石頭的體積----à排開水的體積；
摘要：在“等效替代法”中，互相替代的兩個量是同一類型、大小相等的；而在“換算法”中，兩個物理量具有因果關系，其性質經常發生變化。
4.理想模型法
實際現象和過程一般都很復雜，涉及的因素很多，利用模型方法可以使其簡化、純化，忽略細小因素，從復雜事物中抽象出理想的模型初中物理模型試題法，合理地逼近所研究事物的本質特征，這就叫理想模型法。
在初中物理教科書中，這種方法用于
1. 光（光是不可見的，所以我們用可見的實線來表示，這樣可以簡化問題，使用理想化的模型）
2. 磁通線
3. 電路圖是物理電路的模型
4.力圖或力圖是實際物體和力的模型。
5、實驗室經常利用手搖交流發電機及掛圖來研究交流發電機的原理和工作過程。
6、研究連通容器的原理時采用液膜模型，研究肉眼無法觀察到的原子結構時建立原子核結構模型。
【例題探索3】下面是物理學習中的幾個研究例題：（1）研究磁場時，引入磁通線；（2）研究幾種力作用于物體時，引入合力；（3）研究電流時，將其比喻為水流；（4）研究光時，引入光。上述例題中，運用“理想模型法”的是（ ）
A. (1) (3) B. (2) (3) C. (1) (4) D. (3) (4)
【專家建議】把某類具體事物抽象成某個物理概念的方法叫“建立理想模型法”，比如把路燈看成一個點光源。本題從磁場中抽象出磁力線，從光中抽象出光線，都用到了“建立理想模型法”。
【標準答案】C
5.科學推理
推理方法是根據已知的物理現象和規律，通過想象和推理，對未知現象作出科學的推斷和預測。推理方法是在觀察和實驗的基礎上，忽略微小因素，進行合理推斷，得出結論，達到認識事物本質的目的。
理想實驗是研究物理規律的重要思維方式，它以大量可靠的事實為基礎，以真實實驗為原型，通過合理的推理推導出物理規律。
圖1
【例題探索4】人們經常用推理的方法研究物理問題。在研究物體運動狀態與力的關系時，伽利略通過圖1（a）所示的實驗，對實驗結果進行推理，得到如下結論：運動物體若不受外力作用，其速度不變，會繼續運動。推理的方法也可以運用在“研究聲音的傳播”這個實驗中。在圖1（b）所示的實驗中，現有的真空設備總是難以將玻璃蓋抽成真空狀態。在這種情況下，如何從實驗現象中推出“聲音不能在真空中傳播”這一結論呢？圖1
圖1
圖1
【專家建議】通過圖（A）所示的實驗，伽利略發現阻力越小，汽車速度減小得越慢。由此他推論，如果阻力為零，汽車速度就不會減小，即做勻速直線運動。圖（B）的實驗中，雖然玻璃蓋不能抽成真空狀態，但隨著玻璃蓋內空氣的減少，聽到的聲音也越來越小，由此可以推論“聲音不能在真空中傳播”。
【標準答案】隨著抽油煙機內空氣不斷被抽出，鈴聲會越來越弱。我們可以推斷，如果抽油煙機內是真空的貝語網校，鈴聲是聽不到的。因此，我們可以得出“聲音無法在真空中傳播”的結論。
6.類比
類比是把兩個相似的事物進行比較，由已知物體的某一性質推斷未知物體相應性質的一種方法。類比在物理學中應用十分廣泛。所謂類比，其實就是一種由具體到具體、由一般到一般的推理方法，是根據兩個（或兩類）物體在某些方面相同或相似，推斷出它們在其他方面可能相同或相似的一種邏輯思維。在物理教學中，類比法可以幫助理解比較復雜的實驗和比較難懂的物理知識。
【例5】19世紀末，湯姆遜發現了電子，將人們的注意力引向了原子內部。由此，科學家提出了多種原子結構模型。根據你的研究，你認為下列哪種結構最接近原子結構？
A. 西紅柿 B. 西瓜 C. 面包 D. 太陽系
分析：首先你需要在腦中重現所學過的原子結構模型，然后與給出的四個選項進行比較，確定結構最接近的事物是太陽系。這里，原子核可以比作太陽，原子核外的電子可以比作行星。它們在空間結構和運動方式上是相似的。
7. 圖像方法
用圖像這種特殊而又形象的數學語言工具來表達各種物理現象的過程和規律的方法稱為圖像法。
物理表象不僅能使抽象概念直觀生動、動態變化過程清晰、物理量間關系明確，而且能表達難以用語言表達的內涵。
【例6】 圖中示出了三種物質A、B、C的質量m與體積V的關系，從圖中可知，A、B、C三種物質的密度ρA、ρB、ρC之間的關系為（ ）
伏特/立方厘米
質量/重量
10
20
20
10
ρAρC
D.ρA>ρB
