初中物理常見研究方法第1頁認識一個科學家方法遠比認識他結果價值要大。所以我們不但要讓學生掌握基本物理概念和規律，了解物理學知識體系，同時也要介紹物理方法，指導學生學利用正確物理方法研究問題、分析問題、處理問題。

新課程提出多維目標中，過程與方法是其中一個主要緯度目標。巴甫洛夫也認為，第2頁類比法、等效法、轉換法、控制變量法、模型法、推理法、比值定義法、多因式乘積法、放大法、積累法、圖象法、圖表法、猜測法等。下面我們介紹其中一些常見研究方法。初中物理中用到科學方法有許多，比如觀察法、試驗法、比較法、歸納法、分類法、第3頁一、控制變量法：就是把一個多原因影響某一物理量問題，經過控制其中幾個原因不變，只讓其中一個原因改變，從而轉化為多個單一原因影響某一物理量問題研究方法。這種方法在試驗數據表格上反應為：某兩次試驗只有一個條件不相同，若兩次試驗結果不一樣，則與該條件相關，不然無關。反過來，若要研究問題是物理量與某一原因是否相關，則應只使該原因不一樣，而其它原因均應相同。控制變量法是中學物理中最慣用方法。第4頁書中實例:研究影響力作用效果原因研究滑動摩檫力與哪些原因相關

研究液體內部壓強

研究影響液體蒸發快慢原因研究物體吸熱與物質種類、質量、溫度關系

研究影響電阻大小原因研究電流與電壓、電阻關系研究電功或電熱與哪些原因相關

研究通電導體在磁場中受力與哪些原因相關研究影響感應電流方向原因研究動能（或重力勢能）與哪些原因相關

……第5頁ABCDEFGH例1：探究決定電阻大小原因第6頁第7頁分析數據，得出結論：（1）導體電阻跟導體材料相關；（2）導體材料、橫截面積，都相同時，導體越長，電阻越大；（3）導體材料、長度都相同時，導體橫截面積越小，電阻越大；（4）導體被加熱后，它溫度升高，電流表示數變小，表明導體電阻變大，這說明導體電阻還跟溫度相關，對大多數導體來說，溫度越高電阻越大。第8頁

例2：某校研究性學習小組在探究“液體蒸發快慢與哪些原因相關”過程中，依據生活經驗提出了以下兩種猜測：

猜測一：液體蒸發快慢可能和物質種類相關。

猜測二：液體蒸發快慢和液體表面空氣流動快慢相關。

針對猜測一，同學們設計試驗及觀察到現象以下：

在玻璃板上，同時用酒精和水涂一個一樣大圓斑，觀察發覺酒精圓斑先干了。

請你認真思索以下問題，并回答：

（1）同學們經過試驗得出結論是：

（2）試驗中“涂一樣大圓斑”其目標是：

（3）設計出研究猜測二試驗方案：

蒸發快慢與液體種類相關

控制變量，使之在相同條件下進行比較在兩個表面積相同同種液體條件下，比較不一樣空氣流動快慢時蒸發情況

第9頁例3:小蘭在觀察提琴、吉他、二胡等弦樂器弦振動時，猜測：即使在弦張緊程度相同條件下，發聲音調高低還可能與弦粗細、長短、及弦材料相關。于是她想經過試驗來探究一下自己猜測是否正確。下表是她在試驗室控制琴弦條件。第10頁假如小蘭想探究弦發聲音調與弦材料關系，你認為她應該選取表中編號為__________琴弦（只填寫字母代號）。探究過程通常采取以下一些步驟：①試驗研究；②分析歸納；③提出問題（或猜測）；④得出結論等。你認為小蘭要完成本探究全過程，所采取步驟合理次序應該是：__________（只填寫數字代號）。在上述探究過程中，總要控制一些原因，使它們保持不變，進而尋找出另外一些原因關系，這種研究方法叫做“控制變量法”。請你再寫出一個初中物理中用到這種方法試驗名稱：__________。第11頁分析：想探究弦發聲音調與弦材料關系，應控制弦粗細、長短相同，只讓弦材料不一樣，據此找到弦D和E；第2問考查探究問題方法，答案為③①②④；第3問把學生思緒引向了整個初中物理學習內容，同學們能夠從力、聲、熱、光、電、磁、能等方面回答。第12頁二、推理法（理想試驗法）有一些物理現象，因為受試驗條件限制，無法直接驗證，需要我們在通常情況下進行試驗，然后進行合理推想，得出結論，到達認識事物本質目標。這也是一個慣用科學方法——推理法。因為推理法是用通常情況下完成試驗代替了理想情況下才能完成試驗，所以推理法有時也叫理想試驗法。初中物理教材中比較經典例子是牛頓第一定律得出。第13頁例：人們慣用推理方法研究物理問題。在研究物體運動狀態與力關系時，伽利略經過如圖甲所表示試驗和對試驗結果推理得到以下結論：運動著物體，假如不受外力作用，它速度將保持不變，而且一直運動下去。小車在不一樣表面上運動毛巾表面棉布表面木板表面abc第14頁推理方法一樣用在“研究聲音傳輸”試驗中。在如圖乙試驗中，現有試驗設備總是極難將玻璃罩內抽成真空狀態，在這種情況下，你是怎樣經過試驗現象推理得出“聲音不能在真空中傳輸”這一結論？第15頁【分析】在“研究聲音傳輸”試驗中，試驗現象是伴隨罩內空氣不停抽出，聽到鈴聲越來越弱。但最終還是能聽到聲音，主要原因有：試驗設備總是極難將玻璃罩內抽成真空狀態，以及周圍固體還能傳聲。這時推理就顯得很主要了，它能夠突破試驗條件限制，抓住主要原因，忽略次要原因，得出結論。題目標示例，既給出了學生套用格式，又降低了考題難度。本試驗能夠推理：假如罩內被抽成真空，將不能聽到鈴聲，由此能夠推出“聲音不能在真空中傳輸”結論。第16頁三、轉換法：

物理學中對于一些看不見、摸不著現象或不易直接測量物理量，通慣用一些非常直觀現象去認識，或用易測量物理量間接測量，這種研究問題方法叫轉換法。初中物理在研究概念、規律和試驗中多處應用了這種方法。第17頁書中實例:物體發生形變或運動狀態改變可證實此物受到力作用

馬得堡半球試驗可證實大氣壓存在

影子形成可證實光沿直線傳輸奧斯特試驗可證實電流周圍有磁場指南針指南北可證實地磁場存在

擴散現象可證實分子做無規則運動鉛塊試驗可證實分子間引力存在運動物體能對外做功可證實它含有能

……溫度計工作原理第18頁例：用下列圖所表示試驗來研究流體壓強與流速關系時，對著兩紙片中間吹氣是為了

，你是經過觀察

來判斷紙片間壓強大小改變。這種研究問題方法叫做

。

加緊兩紙片間空氣流速

兩紙片相互靠近或遠離轉換法第19頁【分析】對著兩紙片中間吹氣是為了加緊兩紙片間空氣流速，我們是經過觀察兩紙片相互靠近或遠離來判斷紙片間壓強大小改變。因為氣體壓強我們看不見、摸不著，所以我們經過這種轉換法方式感知它存在。

第20頁四、等效法：等效是指不一樣物理現象、模型、過程等在物理意義、作用效果或物理規律方面是相同。它們之間能夠相互替換，而確保結論不變。等效方法是指面對一個較為復雜問題，提出一個簡單方案或構想，而使它們效果完全相同，從而將問題化難為易，求得處理。第21頁書中實例:等效電路

等效電阻

分力與協力等效

……用排水法測量不規則小塊固體體積第22頁請觀察：轉換法:

電流大小燈泡亮度磁場小磁針偏轉等效法:分力協力小石塊體積排開水體積;小結：“等效法”中相互替換兩個物理量種類通常相同，而“轉換法”中兩個物理量只是有因果關系，其性質往往并不相同。放大法？累積法？第23頁〖例〗如圖所表示，在桌面上豎立一塊玻璃板，把一支點燃蠟燭放在玻璃板前面，能夠看到玻璃板面出現蠟燭像。要想研究玻璃板成像特點，關鍵問題是設法確定像位置。仔細想想，試驗時詳細做法是__________。我們這么確定像位置，憑借是視覺效果相同，因而能夠說是采取了_________科學方法。第24頁【分析】虛像是無法用光屏承接，所以虛像特點研究成了試驗一個難題；為了準確探究平面鏡所成虛像特點，試驗中用兩支完全相同蠟燭和可透視平面玻璃板，并采取等效法很好地處理了這一難題。答案：另外拿一只相同蠟燭在玻璃板后面移動，直到看上去它跟像完全重合；等效替換。第25頁五、類比法：

類比在物理學中有著廣泛應用。所謂類比，實際上是一個從特殊到特殊或從普通到普通推理。它是依據兩個（或兩類）對象之間在一些方面相同或相同而推出它們在其它方面也可能相同或相同一個邏輯思維。從而能夠幫助我們了解較復雜試驗和較難物理知識。第26頁書中實例:電壓與水壓電流與水流

內能與機械能

……原子結構與太陽系第27頁例：為了讓同學們了解把幾個電阻串聯起來和并聯起來對總電阻影響，老師作了這么一個“類比”：某學校同學想從小河南岸到北岸參加植樹活動，他們利用若干塊相同木板搭成如圖所表示三種橋梁，請大家想一想，要想讓全校學生安全地過河，按哪一個方法搭建橋梁最方便快捷呢？而哪一個方法又是最不合理呢？同學們必定會很快地判斷出：第三種方法是最方便快捷，因為它橋面最寬；而第二種方法是最不合理，因為它不但沒有增加橋面寬度，反而加長了橋面長度！第28頁現在我們將上例中每一塊木板當成一個電阻，則第二種方法相當于將三個電阻

聯，第三種方法相當于將三個電阻

聯，于是同學們就很輕易經過對比三種橋效果得出這么結論：把幾個電阻串聯起來，相當于增加了導體

，所以總電阻

（填“變大”、“變小”、“不變”）；把幾個電阻并聯起來，相當于增加了導體

，所以總電阻

（填“變大”、“變小”、“不變”）。請你也試著舉一個這么“類比”研究科學問題例子：

。第29頁【分析】第二種方法相當于將三個電阻串聯，第三種方法相當于將三個電阻并聯。對比三種橋效果能夠得出這么結論：把幾個電阻串聯起來，相當于增加了導體長度，所以總電阻變大；把幾個電阻并聯起來，相當于增加了導體橫截面積，所以總電阻變小。這么“類比”研究科學問題例子除了上文提到還有：波紋在水面傳輸類比聲波形成；研究聲波時，能夠用彈簧做類比試驗，將彈簧平放于桌面，往返運作，會形成密部和疏部；細水管喝水比粗吸管喝水時間要慢，就好比粗導體中電阻比細導體電阻小；大氣壓強就好象無數雨點打在傘上一樣；……

第30頁六、模型法：

實際中事物都是錯綜復雜，在用物理規律對實際中事物進行研究時，常需要對它們進行必要簡化，忽略次要原因，以突出主要矛盾．用這種理想化方法將實際中事物進行簡化，便可得到一系列物理模型。

第31頁書中實例:研究肉眼觀察不到原子結構時建立原子核式結構模

研究連通器原理時用到液片模型研究光現象時用到光線模型研究磁現象時用到磁感線模型力示意圖或力圖示是實際物體和作用力模型電路圖是實物電路模型……第32頁注意：模型法有時也包含有類比法思想，但它更突出特點是力爭將研究對象抽象化、簡單化。第33頁〖例〗蕪湖長江大橋是座當前我國科技含量較高特大型公、鐵兩用斜拉索橋梁。大橋建設，用到了很多物理學知識和研究方法。（1）在鐵路橋引橋靠近居民住宅區一側，建有高3米左右板墻（如圖所表示），其作用是____________________。（2）汽車過橋時，每隔一段距離會有顯著顛簸，這是大橋橋面上縫隙所致。這些縫隙是（）A．一個交通標志，用于確認距離，防止發生追尾事故B．來往車輛過多，造成路面損毀C．防止司機開車因為過分平穩而瞌睡D．伸縮縫，用于允許路面膨脹和收縮

第34頁（3）將大橋結構進行簡化，取其部分可抽象成如圖丁所表示模型。①能夠看出它用到了相關知識。其中O是__________，代表橋重和過往車輛等產生對橋作用力。②為了減小鋼索承受拉力，在需要與可能前提下，能夠適當增加塔橋高度。請分析原因。③假如讓你來設計新斜拉索式大橋，你還能提出什么方法能夠減輕鋼索承受拉力？（說出一個方法即可）④你知道嗎？在上述研究中，我們用到了物理學中很主要一個研究方法：建立模型。建立模型能夠幫助人們透過現象，忽略次要原因，從本質認識和處理問題；建立模型還能夠幫助人們顯示復雜事物及過程，幫助人們研究不易甚至無法直接觀察現象。想想看，在初中物理學習中，你在研究哪些問題時也用到了這種研究方法？請舉一例詳細說明。（本題實例除外）第35頁【分析】本題以蕪湖長江大橋為載體，將聲、熱、杠桿等知識有機融合，考查學生綜合利用知識能力。尤其是重視了對物理學研究方法考查，使學生在做題過程中學會了忽略次要原因，抓住主要問題建立模型法。題目最終一問讓學生再舉例子說明在初中物理學習中，在研究哪些問題時也用到了這種方法？輕易激活學生思維，促使學生對知識回想和重新整合。答案：①用以隔音，降低火車行駛時產生噪音污染。②（D）。③(1)杠桿、支點、F1；(2)增加橋塔高度，能夠增大拉力力臂。依據杠桿平衡條件，鋼索所承受拉力也隨之減小；(3)使用新型輕質材料減小橋梁自重等。④略。第36頁七、比較法：

尋找兩件事物相同和不一樣之處，就需要用到比較法，能夠進行比較事物和物理量很多，對不一樣或有聯絡兩個對象進行比較，我們主要從中尋找它們不一樣點和相同點，從而深入揭示事物本質屬性。第37頁書中實例:質量與重力比較壓力與重力比較串聯與并聯電路比較電流表和電壓表使用方法比較串、并電路電壓、電流、電阻比較功率與效率比較電與磁比較……第38頁例:某小組同學研究圓柱體上、下表面受到液體壓力大小與液體深度、密度關系。試驗時，該小組同學把一個高為0．1m實心圓柱體先后浸沒在甲、乙兩種液體中(液體甲密度大于液體乙密度)，并不停改變它所處深度。他們利用儀器測得液面到圓柱體上表面距離及圓柱體上、下表面受到液體壓，并利用公式求得上、下表面受到液體壓力。

第39頁表一液體甲分析

同一表格中,ρ液相同，研究是F1與h關系.結論

在ρ液相同情況下，F1與h.成正比.表二液體乙

液面到上表面距離h(m)00.020.040.060.080.10上表面受到液體壓力F1(N)00.200.400.600.801.00下表面受到液體壓力F2(N)1.001.201.401.601.802.00液面到上表面距離h(m)00.020.040.060.080.10上表面受到液體壓力F1(N)00.160.320.480.640.80下表面受到液馇壓力F2(N)0.800.961.l21.281.441.60(1)比較表一(或表二)中第一行與第二行數據，結論怎樣？第40頁表一液體甲分析

相同，研究是F1與ρ液關系.結論

在h相同情況下，ρ液越大，F越大.表二液體乙

液面到上表面距離h(m)00.020.040.060.080.10上表面受到液體壓力F1(N)00.200.400.600.801.00下表面受到液體壓力F2(N)1.001.201.401.601.802.00液面到上表面距離h(m)00.020.040