研究物理問題的方法
研究物理問題的方法
研究物理的科學(xué)方法有許多，經(jīng)常用到的有觀察法、實(shí)驗(yàn)法、比較法、類比法、等效法、轉(zhuǎn)換法、控制變量法、模型法、科學(xué)推理法等。今天，學(xué)習(xí)啦小編為你帶來了研究物理問題的方法。
研究物理問題的方法介紹
一、控制變量法
物理學(xué)研究中常用的一種研究方法——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，對影響事物變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制，使其中的一些條件按照特定的要求發(fā)生變化或不發(fā)生變化，最終解決所研究的問題?？梢哉f任何物理實(shí)驗(yàn)，都要按照實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃砗头椒刂颇承l件來研究。如：導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓以及導(dǎo)體的電阻都有關(guān)系，中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)難以同時研究電流與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻的關(guān)系，而是在分別控制導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓不變的情況下，研究導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻的關(guān)系，分別得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在動腦與動手，理論與實(shí)踐的結(jié)合上找到這“兩個關(guān)系”，最終得出歐姆定律I=U/R。為了研究導(dǎo)體的電阻大小與哪些因素有關(guān)， 控制導(dǎo)體的長度和材料不變，研究導(dǎo)體電阻與橫截面積的關(guān)系。為了研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)，保證壓力相同時，研究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系。利用控制變量法研究物理問題，注重了知識的形成過程，有利于扭轉(zhuǎn)重結(jié)論、輕過程的傾向，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)。中學(xué)物理課本中，蒸發(fā)的快慢與哪些因素的有關(guān);滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān);液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān);研究浮力大小與哪些因素有關(guān);壓力的作用效果與哪些因素有關(guān);滑輪組的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān);動能、重力勢能大小與哪些因素有關(guān);導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān);研究電阻一定、電流與電壓的關(guān)系;研究電壓一定、電流和電阻的關(guān)系;研究電流做功的多少跟哪些因素有關(guān)系;電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān);研究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟哪些因素有關(guān)系;研究影響力的作用效果的因素;研究琴弦發(fā)聲的音調(diào)與弦粗細(xì)、松緊、長短的關(guān)系;研究物體吸熱與物質(zhì)種類、質(zhì)量、溫度的關(guān)系;研究通電導(dǎo)體在磁場中的受力與哪些因素有關(guān);研究影響感應(yīng)電流的方向因素等均應(yīng)用了這種科學(xué)方法。
二、轉(zhuǎn)換法一些比較抽象的看不見、摸不著的物質(zhì)的微觀現(xiàn)象，要研究它們的運(yùn)動等規(guī)律，使之轉(zhuǎn)化為學(xué)生熟知的看得見、摸得著的宏觀現(xiàn)象來認(rèn)識它們。這種方法在科學(xué)上叫做“轉(zhuǎn)換法”。 如：分子的運(yùn)動，電流的存在等，如：空氣看不見、摸不到，我們可以根據(jù)空氣流動(風(fēng))所產(chǎn)生的作用來認(rèn)識它;分子看不見、摸不到，不好研究，可以通過研究墨水的擴(kuò)散現(xiàn)象去認(rèn)識它;電流看不見、摸不到，判斷電路中是否有電流時，我們可以根據(jù)電流產(chǎn)生的效應(yīng)來認(rèn)識它;磁場看不見、摸不到，我們可以根據(jù)它產(chǎn)生的作用來認(rèn)識它。再如，有一些物理量不容易測得，我們可以根據(jù)定義式轉(zhuǎn)換成直接測得的物理量。在由其定義式計(jì)算出其值，如電功率(我們無法直接測出電功率只能通過P=UI利用電流表、電壓表測出U、I計(jì)算得出P)、電阻、密度等。
三、放大法在有些實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象我們是能看到的，但是不容易觀察。我們就將產(chǎn)生的效果進(jìn)行放大再進(jìn)行研究。 比如音叉的振動很不容易觀察，所以我們利用小泡沫球?qū)⑵洮F(xiàn)象放大。觀察壓力對玻璃瓶的作用效果時我們將玻璃瓶密閉，裝水，插上一個小玻璃管，將玻璃瓶的形變引起的液面變化放大成小玻璃管液面的變化。嚴(yán)格說放大法也屬于轉(zhuǎn)換法.
四、積累法在測量微小量的時候，我們常常將微小的量積累成一個比較大的量、比如在測量一張紙的厚度的時候，我們先測量100張紙的厚度在將結(jié)果除以100，這樣使測量的結(jié)果更接近真實(shí)的值就是采取的積累法。要測量出一張郵票的質(zhì)量、測量出心跳一下的時間，測量出導(dǎo)線的直徑，均可用積累法來完成。嚴(yán)格地說積累法也屬于轉(zhuǎn)換法。
五、類比法在我們學(xué)習(xí)一些十分抽象的，看不見、摸不著的物理量時，由于不易理解我們就拿出一個大家能看見的與之很相似的量來進(jìn)行對照學(xué)習(xí)。如電流的形成、電壓的作用通過以熟悉的水流的形成，水壓使水管中形成了水流進(jìn)行類比，從而得出電壓是形成電流的原因的結(jié)論。學(xué)生在學(xué)習(xí)電學(xué)知識時，在老師的引導(dǎo)下，聯(lián)想到：水壓迫使水沿著一定的方向流動，使水管中形成了水流;類似的，電壓迫使自由電荷做定向移動使電路中形成了電流。抽水機(jī)是提供水壓的裝置;類似的，電源是提供電壓的裝置。水流通過渦輪時，消耗水能轉(zhuǎn)化為渦輪的動能;類似的，電流通過電燈時，消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。我們學(xué)習(xí)分子動能的時候與物體的動能進(jìn)行類比;學(xué)習(xí)功率時，將功率和速度進(jìn)行類比。例： 1、某同學(xué)在學(xué)習(xí)電學(xué)知識時，在老師的引導(dǎo)下，聯(lián)想力學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)行比較并找出了一些相類似的規(guī)律，其中不準(zhǔn)確的是( ) A.水壓使水管中形成水流;類似地，電壓使電路中形成電流 B.抽水機(jī)是提供水壓的裝置;類似地，電源是提供電壓的裝置 C.抽水機(jī)工作時消耗水能;類似地，電燈發(fā)光時消耗電能 D.水流通過渦輪時，消耗水能轉(zhuǎn)化為渦輪的動能：類似地，電流通過電燈時，消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能 通過類比，用大家熟悉的水流、水壓的直觀認(rèn)識，使得看不見、摸不著的抽象的電流、電壓等知識躍然紙面，栩栩如生。
六、理想化物理模型：實(shí)際現(xiàn)象和過程一般都十分復(fù)雜的，涉及到眾多的因素，采用模型方法對學(xué)習(xí)和研究起到了簡化和純化的作用。但簡化后的模型一定要表現(xiàn)出原型所反映出的特點(diǎn)、知識。模型法有較大的靈活性。每種模型有限定的運(yùn)用條件和運(yùn)用的范圍。中學(xué)課本中很多知識都應(yīng)用了這個方法，比如有：液柱、(比如在求液體對豎直的容器底的壓強(qiáng)的時候，我們就選了一個液柱作為研究的對象簡化，簡化后的模型依然保留原來的特點(diǎn)和知識)光線、(在我們學(xué)習(xí)光線的時候光線是一束的，而且是看不見的，我們使用一條看的見的實(shí)線來表示就是將問題簡化，利用了理想化模型)液片、(在我們研究連通器的特點(diǎn)，求大氣壓時我們都在某一位置取了一個液面，研究該液面所受到的壓強(qiáng)和壓力，也是將問題簡化，利用理想化模型法)光沿直線傳播;(在我們學(xué)習(xí)中我們知道真正的空氣是各處都不均勻的，比如越往上空氣越稀薄，在比如因?yàn)榭諝飧魈幉痪鶆蛐纬闪孙L(fēng)，而在光是沿直線傳播一節(jié)中我們將問題簡化，只取一個簡單的模型，一條光線在均勻的介質(zhì)中傳播)勻速直線運(yùn)動;(生活中很少有一個物體真正的做勻速直線運(yùn)動，在我們研究問題的時候勻速直線運(yùn)動只是一個模型)磁感線(磁感線是不存在的一條線，但是我們?yōu)榱吮阌谘芯看艌鑫覀內(nèi)藶榈囊肓艘粭l線，將我們研究的問題簡化。)光滑平面(研究力學(xué)時常用到光滑平面，即物體表面沒有摩擦，但是真正沒有摩擦的表面是沒有的.為了問題的簡化就把很小的摩擦不考慮就假設(shè)物體表面光滑)例：1、在我們學(xué)習(xí)物理知識的過程中，運(yùn)用物理模型進(jìn)行研究的是( )多項(xiàng)選擇 A、建立速度概念 B、研究光的直線傳播 C、用磁感應(yīng)線描述磁場 D、分析物體的質(zhì)量
七、科學(xué)推理法：當(dāng)你在對觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行解釋的時候就是在進(jìn)行推理，或說是在做出推論，例如當(dāng)你家的狗在叫的時，你可能會推想有人在你家的門外，要做出這一推論，你就需要把現(xiàn)象(狗的叫聲)與以往的知識經(jīng)驗(yàn)，即有陌生人來時狗會叫結(jié)合起來。這樣才能得出符合邏輯的答案如：在進(jìn)行牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)時，當(dāng)我們把物體在越光滑的平面運(yùn)動的就越遠(yuǎn)的知識結(jié)合起來我們就推理出，如果平面絕對光滑物體將永遠(yuǎn)做勻速直線運(yùn)動。如：在做真空不能傳聲的實(shí)驗(yàn)時，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)空氣越少，傳出的聲音就越小時，我們就推理出，真空是不能傳聲的。
八、等效替代法：比如在研究合力時，一個力與兩個力使彈簧發(fā)生的形變是等效的，那么這一個力就替代了兩個力所以叫等效替代法，在研究串、并聯(lián)電路的總電阻時，也用到了這樣的方法。在平面鏡成像的實(shí)驗(yàn)中我們利用兩個完全相同的蠟燭，驗(yàn)證物與像的大小相同，因?yàn)槲覀儫o法真正的測出物與像的大小關(guān)系，所以我們利用了一個完全相同的另一根蠟燭來等效替代物體的大小。
九、歸納法：是通過樣本信息來推斷總體信息的技術(shù)。要做出正確的歸納，就要從總體中選出的樣本，這個樣本必須足夠大而且具有代表性。在我們買葡萄的時候就用了歸納法，我們往往先嘗一嘗，如果都很甜，就歸納出所有的葡萄都很甜的，就放心的買上一大串。比如銅能導(dǎo)電，銀能導(dǎo)電，鋅能導(dǎo)電則歸納出金屬能導(dǎo)電。在實(shí)驗(yàn)中為了驗(yàn)證一個物理規(guī)律或定理，反復(fù)的通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證他的正確性然后歸納、分析整理得出正確的結(jié)論。在阿基米德原理中，為了驗(yàn)證F浮=G排，我們分別利用石塊和木塊做了兩次實(shí)驗(yàn)，歸納、整理均得出F浮=G排，于是我們驗(yàn)證了阿基米德原理的正確性，使用的正是這種方法。在驗(yàn)證杠桿的平衡條件中，我們反復(fù)做了三次實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證F1×L1=F2×L2也是利用這種方法。一切發(fā)聲體都在振動結(jié)論的得出(在實(shí)驗(yàn)中對多種結(jié)論進(jìn)行分析整理并得出最后結(jié)論時)，都要用到這一方法。在驗(yàn)證導(dǎo)體的電阻與什么因素有關(guān)的時候，經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)我們得出了導(dǎo)體的電阻與長度，材料，橫截面積，溫度有關(guān)，也是將實(shí)驗(yàn)的結(jié)論整理到一起后歸納總結(jié)得出的。在所有的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和原理的得出中，我們幾乎都用到了這種方法。運(yùn)用歸納法得出的結(jié)論更具有普遍性。運(yùn)用這種思維方法時實(shí)驗(yàn)一定要改變條件多做幾次，否則得出的結(jié)論可能是特殊結(jié)論，而不具備普遍性。
十、比較法(對比法)當(dāng)你想尋找兩件事物的相同和不同之處，就需要用到比較法，可以進(jìn)行比較的事物和物理量很多，對不同或有聯(lián)系的兩個對象進(jìn)行比較，我們主要從中尋找它們的不同點(diǎn)和相同點(diǎn)，從而進(jìn)一步揭示事物的本質(zhì)屬性。如，比較蒸發(fā)和沸騰的異同點(diǎn)。如，比較汽油機(jī)和柴油機(jī)的異同點(diǎn) 如，電動機(jī)和熱機(jī)。如，壓表和電流表的使用利用比較法不僅加深了對它們的理解和區(qū)別，使同學(xué)們很快地記住它們，還能發(fā)現(xiàn)一些有趣的東西。
物理問題的研究方法總結(jié)
1、由個別到一般。初中物理中這一方法的應(yīng)用較為普遍。
2、抓矛盾主要方面。有些是問題的核心而有些是可以略去不計(jì)的，如溫度計(jì)是根據(jù)液體熱脹冷縮的性質(zhì)制成的知識解授時，我們要抓住的是液體的熱脹冷縮性質(zhì)，而不考慮玻璃泡本身的熱脹冷縮。
3、“一分為二”的辨證唯物主義觀點(diǎn)。初中物理中的任何一個現(xiàn)象都有它的二重性，既對立又統(tǒng)一，有對人們有益的一面，也有對人們不利的一面。如摩擦這一現(xiàn)象，消耗了大量的能量，但若沒有摩擦，世界又將不成其現(xiàn)在的世界。
4、類比法。通過這種方法使學(xué)生對原來不易理解的物理現(xiàn)象或規(guī)律變得容易掌握，如學(xué)習(xí)電壓概念時，用學(xué)生熟悉的水壓作比較，來成功地引入電壓;又如在學(xué)習(xí)電荷間相互作用和磁極間相互作用時，采用類比法也可以形象地把知識進(jìn)行歸納，幫助學(xué)生更容易掌握。
5、用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的方法。如列方程組、列表、畫圖象、控制變量法等。這些方法能準(zhǔn)確、簡潔、明了和直觀地表示物理的變化規(guī)律，也有利于幫助學(xué)生記憶。
物理實(shí)驗(yàn)題答題技巧歸納
一、測量型實(shí)驗(yàn)題
這種實(shí)驗(yàn)題是比較簡單的，主要包括直接測量型實(shí)驗(yàn)和間接測量型實(shí)驗(yàn)，只要同學(xué)們不馬虎，得滿分是沒問題的。
二、探究型實(shí)驗(yàn)題
新課標(biāo)的特點(diǎn)就是探究，探究型實(shí)驗(yàn)題也是中考物理實(shí)驗(yàn)題的主角。教材上除了幾個測量類實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)以外，都可以以探究的形式出現(xiàn)，課本上的實(shí)驗(yàn)是出題的一個重點(diǎn)。
解法分析：解探究題要深入了解課本上實(shí)驗(yàn)的原理和方法，做到了如指掌，才能對探究實(shí)驗(yàn)題做到萬無一失;二是掌握探究的方法，要熟練運(yùn)用“控制變量法”“等效替代法”“類比法”等方法。
三、開放型實(shí)驗(yàn)題
有許多物理實(shí)驗(yàn)可以用不同的方法來做，用不同的實(shí)驗(yàn)方法、不同的驗(yàn)儀器能得出相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，也就是說物理實(shí)驗(yàn)具有開放性。開放型實(shí)驗(yàn)題是近年考題中的一個新亮點(diǎn)，特點(diǎn)是題設(shè)條件不確定、解題方法多樣化、答案不惟一;在考查大家實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ耐瑫r還考查大家的創(chuàng)新能力、發(fā)散思維能力。因?yàn)橐活}多解，考題的難度并不大。
解法分析：希望大家把做過的開放型實(shí)驗(yàn)題歸納在一起，找到解題方法和技巧，提高自己的創(chuàng)新能力、發(fā)散思維能力。
四、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題
設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)讓我們自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，能考查綜合運(yùn)用能力、創(chuàng)新能力和獨(dú)立解決問題的能力。常見設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題多數(shù)考察密度和電學(xué)部分，并有以下特點(diǎn)：基礎(chǔ)性：大部分題目以課本知識為依托，不脫離教材，考查我們對知識的靈活運(yùn)用能力;開放性：設(shè)計(jì)題大部分沒有惟一答案，只要求寫出其中的一種或幾種，還有就是貼近生產(chǎn)、生活，常把日用品作為實(shí)驗(yàn)儀器來驗(yàn)證物理規(guī)律，考查知識的遷移能力與運(yùn)用能力。
解法分析：設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題所能涵蓋的內(nèi)容較多，提供的信息較少，出題的知識點(diǎn)不好把握，要求我們要富有創(chuàng)新精神，能靈活運(yùn)用所學(xué)知識去分析問題和解決問題，遇到問題需要充分發(fā)揮自己的想像力。
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