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1、图 1中考物理解题方法大全中考物理解题方法大全-控制变量法控制变量法江西省教育厅教研室王金瑞 物理学对于多因素（多变量）的问题常常采用控制因素（变量）的办法，即把多因素的问题转 变为多个单因素的问题，分别加以研究，最后再综和解决，这种方法叫控制变量法。 控制变量法在初中物理中应用较为广泛，具体探究如下：【探索研究案例一探索研究案例一】匀速直线运动匀速直线运动速度是表示物体运动快慢的物理量，它与路程、时间两个因素有关，为了比较两个（或几个） 做匀速直线物体的快慢，常采用控制变量法。 1控制路程因素（即在路程相同或路程一定的情况下） ，比较它们所用的时间，所用时间短的， 则运动的快，速度大。 2控
2、制时间因素（即在时间相同或时间一定的情况下） ，比较它们通过的路程长短。路程长的， 运动快，速度大。 3在路程、时间都不相同的情况下，借助于数学中的比例，引入路程和时间之比，即用比较 单位时间里通过的路程的多少，来比较物体运动的快慢。 【例题 1】如图 1 所示（a） 、 （b）两图分别表示比较运动员游泳快慢的两种方法，其中图 1（a）表明 ；图 1（b）表明 。 【精评】试题将游泳比赛的过程和 终端两种情况用图画出来，让同学们识 别在这两种比较游泳快慢的情况中，分 别运用了哪种控制变量的方法。 在图 1（a）中，各泳道右边的圆圈 指针的指向都相同，表示“时间相等” ， 三个泳道中游泳人的位置
3、不同，说明它们通过的路程不同，游在最前面的人通过的路程最长，他游 得最快，所以，图 1（a）表示采用了控制时间相等的因素，研究运动快慢与路程的关系的方法， 表明：时间相等时，游泳人通过的路程越长，运动越快。 在图 1（b）中，各泳道的游泳人都到达终点，但泳道旁圆圈内的指针指向不同，表示游泳人 通过相同的泳道全程所用的时间不等，中间泳道的游泳人所用时间最短，游得最快。所以，图 1（b）表示采用了控制路程相等的因素，研究运动快慢与时间的关系的方法，表明：通过的路程相 等时，游泳人所用时间越少，运动越快。 【解答】时间相等时，游泳人通过的路程越长，运动越快。通过的路程相等时，游泳人所用时 间越少，运
4、动越快。【探索研究案例二探索研究案例二】密度密度密度概念是整个初中物理中重要概念之一，每年各地的中考试题围绕密度概念做足了文章。 如冰水互换后其质量、体积、密度的变化；蜡烛燃烧过程中、两块砖合成一块后的质量、密度的变 化情况等等。常常编成试题来考察同学。 采用控制变量法研究密度有三种方式 1质量相同的不同物质，密度大的，其物体体积就小。 2体积相同的不同物质，密度大的，其物体质量也大。 3物质相同的不同物体，体积增大几倍，它的质量也增大几倍，而 m/V 的值不变。 特别强调的是：对前两种控制变量（控制质量因素、控制体积因素）后得到的结论，只适用于 不同物质所组成的物体。对于同种物质组成的物体来
5、说，密度的大小与体积的质量无关，只与物质次数物体质量 （g）体积 （cm3）质量/体积 /（g/cm3）1铝块 154202.72铝块 2108402.73松木 11082164松木 210200.5的种类有关。同种物质的 m/V 是相同的，所以有“密度是物质的属性”这个区别于其它概念的重要 特征。 【例题 2】为研究物质的某种特性，某同学测得 4 组数据，填在下列表中： （1）将表中空格处填写完整。（2）比较第 1、2 两次实验 数据，可得出结论：同一种物质 它的质量跟它的体积成 。 （3）比较第 2、3 两次实验 数据，可得出结论：质量相同的不同物质，体积是 。 （4）比较第 1、4 两次
6、实验数据，可得出实验结论是 。 【精评】此题在解答过程中要应用控制变量法。例如第 2 问中“同种物质” ，第 3 问中“质量 相同” 。通过控制变量法研究物质的质量与体积的关系，从而引入密度的概念，说明不同物质的密 度一般是不相同的，尽而得到“密度是物质的属性”这一结论。 【解答】 （1）0.5g/cm；（2）正比；（3）不同；（4）不同物质的密度一般是不同的。【探索研究案例三探索研究案例三】压强、液体内部的压强压强、液体内部的压强根据压强的定义，压强的大小取决于压力和受力面积的大小。同样，液体的压强跟液体的密度、 深度两因素有关。在各个相互关联的物理量之间，每个量的变化都受到其它几个量的制约
7、。 为了比较压强的大小，我们常采用控制压力因素不变，比较受力面积的大小，受力面积越大， 压强越小，且压强的大小跟受力面积成反比。若控制受力面积因素不变，比较压力大小，则压强跟 压力成正比。液体内部压强，控制液体密度因素不变，液体深度越深，压强越大，且成正比；控制 液体深度因素不变，液体压强与液体密度成正比。 【例题 3】下表是某同学在做“研究液体的压强”实验时得到的实验数据：压强计序 号液体深度 （cm）橡皮膜 方向左液面 （mm）右液面 （mm）液面高度（mm）14朝上1161523624朝下1161523634朝侧面116152364897171745水12801881086盐水12701
8、98128 根据表中的数据，比较序号为 的 3 组数据可得出结论：在同一深度，液体向各个 方向的压强相等；比较序号 3、4、5 的 3 组数据可得出结论 ；比较序号为 的 两组数据可得出结论：液体的压强还跟液体的密度有关。 【精评】本题“研究液体内部的压强”的实验采用的就是“控制变量法” 。即：要得到同一深 度，液体向各个方向的压强关系，实验时要控制深度和密度不变，只改变橡皮膜的方向；要得到液 体的压强与深度的关系，实验时要控制密度不变，只改变深度，要得到液体的压强与密度关系，实 验时要控制深度不变，只改变密度。 【解答】比较第 1、2、3 次实验，压强计在同种液体（水）中同一深度（4cm）处
9、，压强计液 柱的高度差相等（都是 36cm） ，可见，在同一深度。液体向各个方向压强相等。比较第 3、4、5 次图 2实验，压强计在同种液体（水）中，但深度在不断增加（4cm、8cm、12cm） ，压强计液柱的高度差 也不断增加，可见，同种液体中，压强随深度的增加而增大，比较 5、6 次实验压强计在同一深度 的不同液体（水、盐水）中，压强计液柱的高度差大小不同，可见，液体的压强还与液体的密度有 关。【探索研究案例三探索研究案例三】决定电阻大小的因素决定电阻大小的因素判断导体的长度、横截面积、材料、外界的温度改变时，导体的电阻是否改变，怎样改变，或 从导体的电阻变化中，找出引起电阻变化的具体原因
10、常用“控制变量法” 。 为了比较两个（或几个）导体电阻的大小，我们常采用以下控制变量法： 1控制长度、横截面积因素（即在长度、横截面积相同的情况下） ，比较它们在相同的电压下， 导线中通过电流的大小不同，得到电阻的大小跟导体的材料有关的结论。 2控制材料、横截面积因素（即在材料、横截面积相同的情况下） ，比较长度不同的导线，在 相同电压下，所通过的电流的大小，可得出横截面积越小，电流越小，则电阻越大的结论。 3控制材料、长度因素（即在材料、横截面积相同的情况下） ，比较横截面积不同的导线，在 相同电压下，所通过的电流大小，可得出横截面积越小，电流越小，则电阻越大的结论。 【例题 4】两段长段、
11、粗细和材料都不同的导体分别接在电压相同的电路中，则下列判断中正 确的是 A. 长导体中的电流一定大些 B.短导体中的电流一定大些 C无论哪段导体被拉长后，通过的电流都一定变小 D无论哪段导体被冷却后，通过的电流都一定变小 【精评】在电压相同的情况下，通过导体的电流小，则说明导体的电阻大，所以，本题 4 个选 项是以导体的材料、横截面积、长度和导体中的电流、温度 5 个因素中，分别改变或比较导体电阻 大小的因素，从而判断选项的正误。电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的长度、材 料和横截面积，又与导体电阻与它本身具有的 3 个因素都有关系，在控制任意 2 个因素不变时，另 一个因素改变，
12、就一定会引起导体的电阻改变；在 3 个影响电阻的因素都不受控制或知道 3 个因素 中的一个因素的变化，另外 2 个因素变化情况不知道，就无法判断这个电阻大小是否变化。 导体的电阻还与温度有关，一般情况下，温度越高，导体的电阻越大，当导体被冷却后，导体 的电阻应变小，通过的电流应变大。由此比较 4 个选项，只有 C 选项是正确的。【探索研究案例三探索研究案例三】欧姆定律欧姆定律欧姆定律是在研究电流跟电压、电阻的关系的基础上得出的电学中的重要规律，由于涉及电流、 电压、电阻三个物理量，在研究过程中采用了控制变量的方法，如：在控制电压因素（即在导体两 端电压相等）的条件下，研究电流与导体电阻的关系，
13、得出在电压一定时，导体中的电流跟导体电 阻成反比；在控制电阻因素（即在导体电阻不变）的条件下，研究电流与电压的关系，得出在电阻 一定时，导体中的电流跟导体两端电压成正比。然后综合这两个研究情况，得出欧姆定律的。这种 方法也适用于解决本章的物理问题。 我们在运用控制变量解电学题时，必须注意到导体的电阻大小，是与电流和电压大小无关的； 电阻大小只决定于导体材料、长度、横截面积，并和导体温度有关。 【例题 5】在“研究电流跟电压、电阻的关系”的实验中，如图 2 所示， 我们先使电阻箱的电阻取某一值，多次改变滑动变阻器的阻值，记录每次的电 流值和相应的_值，得到当电阻不变时，电流跟_成正比的关系；然后 多次改变电阻箱的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使每次_保持不变，记 录每次电阻箱的阻值R和相应的_值，得到此时电流跟_成反比的关系。【精评】本试题用控制变量法研究电流跟电压、电阻的关系，得出电学中 重要规律欧姆定律。对电流、电压、电阻三个物理量关系研究时，保持电阻不变，得出电流跟电压 成正比的关系；保持电压不变，得出电流跟电阻成反比的关系。 【解答】电阻箱两端电压、导体两端电压、电压表示数、电流、导体电阻。
