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1、福建省南平市王台中学九年级物理 用控制变量法探究物理问题 人教版一、复习目标：1理解研究物理学的一种方法控制变量法；2能较熟练地运用控制变量法研究物理问题；二、重点与难点：1重点：控制变量法在物理探究中的应用；2难点：如何确定变量及被控制的变量。三、教学方法：讲授、演绎、多媒体演示。四、教学过程在学习物理的过程中，我们不仅获得了许多物理知识，更重要的是我们还应掌握一定的物理方法。在探究物理问题中，控制变量法是一种最常用的、非常有效的探索客观物理规律的方法，这节课，我们就来用专题的形式来复习这一方法。所谓控制变量法，就是指我们所要研究的物理量与某个物理量的关系时，我们要研究的物理还同时与其他物理
2、量有关，这时，我们就要将其他物理量控制为不变，而仅让我们所要研究的物理量发生变化。从而得出我们所要研究的物理量与之变化的规律。下面我们具体说明：物理量A与物理量X、Y、Z等多个物理量（变量）均有关这时我们要研究物理量A与物理量（变量）X的具体关系，那么我们就要将其他变量（Y、Z）控制不变，而X则应变化，从而得出A的变化与X变化的对应规律。请同学们看具体实例：1探究液体蒸发的快慢（A）与哪些因素有关可能的因素：液体的温度（X），液体的表面积（Y），液体表面上方空气流动快慢（Z）。（1）探究液体蒸发的快慢与温度有关，（即A与X的关系），这时其他有可能有关的因素（即：液体的表面积Y，液体表面上方空气
3、流动的快慢Z）就要保持不变（或相同），而温度则要变化。典型例题：小华同学做“探究蒸发快慢与哪些因素有关的实验，如图1所示，在两块相同的玻璃上分别滴上一滴水，观察图1中的情景，可知该同学的主要目的是：探究蒸发的快慢是否与 有关。（2020年泉州中考试题）图1（2）有的同学可能还猜想液体蒸发的快慢与液体的种类有关。应如何探究？问：此时物理量A是下列的哪个（液体蒸发的快慢、温度、表面积、液面气流快慢、液体的种类），被控制为不变的物理量应是哪些？应该发生变化的量是哪个？2探究“凸透镜的焦距与什么因素有关”典型例题：某物理学习小组的同学们选择了如图2所示的四个透镜进行探究实验。其中A和B、C和D是两组形
4、状相同的凸透镜，分别用玻璃、塑料和水晶制作而成。（2020南平市质检试题）（1）为了探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”，同学们应选择图2所示中的 透镜做实验；（选填字母）器材确定后，同学们让一束与主光轴平行的光分别经过两凸透镜后会聚于焦点处，如图2的甲、乙所示，比较两次实验的现象，可以得到的结论是：凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越 。（2）如果选择A、B两个凸透镜，同学们还可以探究“凸透镜的焦距大小与 的关系”。玻璃 塑料 玻璃 水晶乙甲A B C D图2问：在这个例子中，我们所研究的物理量是什么？第（1）题中变化的量是什么？不变的量是什么？第（2）题中变化的量是什么？不变的量
5、是什么？3探究摩擦力的大小与哪些因素有关：猜想1：接触面的粗糙程度；猜想2：压力的大小。如何探究滑动摩擦力的大小与这些因素的关系呢？下面的实验是某小组用变量控制法设计的方案来验证猜想1： 1：取两块水平长木板，并在水平长木板上分别铺上一块玻璃和毛巾，先后 图3 玻璃表面 毛巾表面把小车置于玻璃和毛巾面上，用弹簧秤水平拉小车，使小车在水平方向作匀速直线运动（如图3），请从图4中分别读出弹簧秤的读数F1和F2,将结果填在表1中，并完成表中的其他空格。乙甲 图4表1：滑动摩擦力的大小与物体表面的粗糙程度的关系同 一 物 体 （ 相 同）接触面弹簧秤的读数F（牛）滑动摩擦力f（牛）玻璃面F1=f1=毛
6、巾面F2=f2=结论：4探究电流的大小与哪些因素有关典型例题：如图所示，研究“电流跟电压、电阻关系”时，记录数据如下：实验次数电阻U3V R/I/A450.65100.36150.1实验次数电阻R10U/VI/A110.1220.2330.3表 表表I中使 因素相同，表II是使 因素相同，上述数据可以总结为关系式_。依次进行表中第5、6次实验的过程中，滑片P应向_滑动。移动滑片的目的是为了使 。（2020年青岛中考试题）练习：探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关。（教材第二册P104）请学生猜想：到底与什么因素有关？（电流、线圈匝数）问：电磁铁磁性的强弱应该如何测定？为了验证猜想电磁铁的磁性与电
7、流的关系，图4（1）请同学们设计一个电路。电磁铁的符号如图4所示 示范电路如图5所示：（2）若小明同学通过测量后，得到一个如图6所示的图表，则表明：电流越大电磁铁的磁性越 （填“强”，“弱”）。由表中的图线可知电磁铁的磁性与电流 正比（填“成”或“不成”）大头针数目（个） 图5电流图6（3）小华同学为了验证猜想电磁铁的磁性与匝数的关系，采取了如图7所示的电路，他将多档开关分别与1、2、3、4接通时，得到了如图8所示的图表。由此可得出结论，电磁铁线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越 （填“强”或“弱”）。他将开关分另合向1、2、3、4的过程中，应保持 不变。练习讲评。小结：本节课我们复习了物理学中的一种常用探究方法，在研究一个因素与多个因素的关系时，我们常用控制变量法，我们在使用控制变量法时，要注意的是哪一个因素应该控制不变，哪一个因素应该发生变化。
