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1、浅谈常见物理科学方法在物理中应用新沂市高流初级中学(221411) 马建新 摘要： 作用效果相同的原理，化抽象为具体，化陌生为熟悉，多因素问题转化为多个单因素问题，逻辑思维的论证和检验。关键词： 等效 类比 控制变量 理想实验 数据处理 物理新课程标准指出：“让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，提倡多样化的教学方法，将教法与学法融合，统筹设计教学流程。”因此，必须对学生学习科学研究方法进行有效的指导。 一、等效法 等效法是一种常见的科学方法，是根据作用效果相同的原理，在物理问题中是指两个物理对象或过程，在某方面产生的效果相同从而在这方面有相同属性，因等效涉及两个物理对象，所以利用等效观点
2、，可以由已知对象的某种属性获知与它等效的另一个同种属性。于是等效法成为研究物理问题的基本方法。 例1以下集几种情况下，属于这种“等效方法的是( ) A、在研究磁现象时，用磁感线来描述看不见，摸不着的磁场 B、在研究磁现象时，用电流产生的效应来研究看不见，摸不着的电流 C、两个电阻并联时，可用并联的总电阻来代替两个电阻 D、在研究电流的变化规律时，用水压和水流来类比电压和电流 分析与解：研究磁时，因入“磁感线”主要是为了研究方面，使磁更具体化。点是我们肉眼看不到、摸不着的，电流的效应是点的客观体现。选项D是用类比方法把水流类比成水压。故正确答案选C。二、类比(比较)法 在物理学研究中，把熟悉的物
3、理对象与待研究的物理对象，相比较；找出它们已知的共同点、相似点或相联系的地方，据此推导出研究问题的方法叫类比法，运用类比法可化抽象为具体、化陌生为熟悉，有利于降低问题的难度。 例2同学们在学习电学知识时，在老师的引导下联想到力学中水流形成的实验现象，进而比较并找出相类似的规律，其中不正确的是( ) A水压使水管中形成水流；类似地，电压使电路中形成电流 B抽水机是提供水压的装置：类似地，电源是提供电压的装置 C抽水机工作时消耗水能：类似地，电灯发光时消耗电能 D.水流通过涡轮，消耗水能转化为涡轮的动能；类似地，电流通过电灯时，消耗电能转化为内能、光能。 析与解：抽水机工作时，叶片的转动并不靠水冲
4、，它是在电动机的带动下转动的，所以抽水机工作时，消耗的不是水能而是电能，选项c是错误的，本题实质就是考察类比法的具体应用。 三、控制变量法 物理学中，很多物理问题都是多个因素(即多个变量)有关，对这类问题我们采用控制因素(变量)的方法，即把多因素问题转化为多个单因素问题，分别加以研究，最后再综合解决，这类方法叫控制变量法。 例3“育才”中学的物理兴趣小组，想探究水平抛出的小球，从抛出到落地的时间与哪些因素有关，大家经过讨论，提出了以下猜想； (1)猜想I：小球从抛出到落地时间。可能与小球的质量有关 （2）猜想2：小球从抛出到落地的时间。可能与小球水平射出的速度有关； (3)猜想3：小球从抛出到
5、落地的时间。可能与小球下落的高度有关。 为了检验上述猜想是否正确，他们找来精密计时器、一个可将小球任意所需速度射出的弹射器，并将弹射器水平固定在铁架台上，按图所示进行实验，得到下表中数据：实验序号小球质量m/g水平射出速度c/m.s小球下落高度h/m从射出到落地时间t/s1100.51.51.552101.01.01.453101.51.50.554101.01.50.555201.01.00.456301.01.00.457101.02.00.65 请你通过分析，回答下列问题： 1.为验证猜想l，应选用序号为_、_、_的实验。 为验证猜想2，应选用序号为_、_、_的实验。 为验证猜想3，应选
6、用序号为_、_、_的实验。 2.实验结论：小球从抛出到落地时间与_有关。 析与解：在研究小球从抛出到落地时间与哪些因素有关时，采用保持其中的两个量不变，改变第三个量，研究它的变化对小球落地时间有无影响，有什么关系的方法进行分析比较。要研究小球落地时间与质量有无关系，需保持水平射出的速度和小球下落的高度相同，对表格中的数据，只有第2、5、6实验满足，同理可得：为验证猜想2，只有1、3、4实验满足，为验证猜想0，只有第2、4、7实验满足。经过研究，综合分析解决，得知：小球从抛出到落地时间跟小球下落高度有关。 四、理想实验法 利用已知的科学原理对未知的自然现象，及其规律做出预言的方法叫理想实验法，理
7、想实验不同于无根据的幻想，而必须经过逻辑思维的论证和检验。因此，这类试题有利于同学们养成勤于思考的习惯，造就善于思考的本领，激发同学们的创新想象力。 例4假如没有摩擦力，我们生活将出现现象。(写出两种你能想象出来的情景) 析与解：本题是一道考察想象力的开放性试题，它的特点是不受约束，使答案向各个方向发散，获得尽可能多个设想。人、汽车能在地上运动，这些是我们熟知的现象，在是因为人和汽车都受到了摩擦力，当摩擦力消失后，一切物体表面都是光滑的时候，人不能行，汽车无法起动，我们不能拿起物体，房屋将倒塌，人类将无法饮食，这些现象都会出现。另外，说明声音在真空中不能传播的“钟罩实验”；研究苹果下落时，忽略
8、空气阻力等次要因素，都属于这种研究方法。 五、数据处理(科学归纳)法 对实验中收集到的一些论证进行分析，从中发现它们的变化规律，再归纳成科学结论的方法叫数据处理(科学归纳)法。加强这类习题的训练，有利于培养同学们分析、处理信息的能力。 例5在国际单位制中采用热力学温标，热力学温标的单位是开尔文(K)。下列是一组热力学温度T与摄氏温度t的对照表。热力学温度T/K073123173223273323373423摄氏温度t/ c-273-200-150-100-50050100150分析表中热力学温度与摄氏温度相对应的数量关系，你能发现什么?请写出两条结论。 析与解：本题是一道数据处理题。解答本题时
9、，首先对表中的横向数据进行分析，热力学温度的变化是从OK升高73K后，每升高50K记录一次数据；与之相对应的摄氏温度是从一273升高73后，每升高50记录一次数据。从中看出热力学温度变化的数值和摄氏温度变化的数值是相同的，从而得出1K的大小与1的大小相同。然后再对表中的纵向数据进行分析，热力学温度与摄氏温度之间有一个固定的差值是273，即热力学温度的数值比摄氏温度的数值大273，所以可得出它们之间的数量关系是T=273+t。 数据处理是科学探究过程中的一个十分重要的组成部分，如果不具备数据处理的能力，将会使科学探究工作前功尽弃。 以上分析了五种科学方法试题，只是在纸上谈兵，同学们领会科学方法的精髓，关键还在于实践，只有实践才能出真知，也只有在实践的过程中，才能真正领会，把科学家的智慧变为自己的智慧。参考文献： 1徐凯仁，学习一点教材研究问题的方法，物理教材探讨，2006年第2期。 2陈世平，浅析中考物理科学方法类试题，数理化解题研究，2002第11期。 3李炳如等，九年义务教育课程标准实验教科书物理教学参考书(九年级上册)，上海科学技术出版杜，20043
