初中物理常用的试验及科学方法

初中物理常用的实验及科学方法 初中物理常用的主要实验方法： 1.控制变量法 2.等效替代法 3.转换法 4.实验推理法（理想实验法） 5.类比法 6.物理模型法（理想模型法） 一、一、使用控制变量法控制变量法的实验 1.探究物体运动的快慢； 2.探究滑动摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度的关系； 3.探究物体的动能大小与质量和速度的关系； 4.探究压力的作用效果与压力的大小和受力面积的关系； 5.探究液体的压强与液体的密度和深度的关系； 6.探究液体蒸发的快慢与哪些因素有关； 7.探究电磁铁磁性与线圈的匝数和电流大小的关系； 8.探究导体电阻大小跟导体材料、长度、横截面积关系； 9.探究电流与电压和电阻的关系（即欧姆定律） 。 10.探究电流产生的热量与电流、电阻的关系. 二、等效替代法二、等效替代法：将某个物理量用另外一个物理量来替代，得到同样的结论的方法。 1、测量不规则小块固体的体积时，用它排开水的体积等效固体的体积； 2、测量摩擦力的大小时，用二力平衡的原理测得拉力，从而得知摩擦力的大小； 3、托里拆利实验中，利用水银柱产生的压强与大气压等效的方法测定大气压的数值； 4、在研究平面镜成像实验中，用两根完全相同的蜡烛，其中一根等效另一根的像； 5、求多个用电器组成的串、并联电路的总电阻。 三、转换法三、转换法 ：在研究看不见的物质或现象时，可以通过研究该物质现象或所产生的可见的 效果，由此进一步分析物质或现象，这种方法叫转换法。 注意： “等效替代法”虽然也包涵有转换法的思想，但其研究主体已发生转移，而转换法 则是通过研究主体所产生的效果来上朔其原因的一种研究方法。 转换法的实验例子： 1、利用小球的振动来判断发声体在振动； 2、根据苹果落地的现象证明重力的存在； 3、利用小桌陷入海绵的深度判断压力的作用效果； 4、根据小球将木块推动的远近来判断小球动能的大小； 5、利用纸片的飘动来判断气体压强的变化； 6、根据马德堡半球实验的现象证明大气压的存在； 7、通过扩散现象研究分子的热运动； 8、判断电路中是否有电流时，可通过电路中的灯泡是否发光去确定； 9、判断磁场是否存在时，可用小磁针放在其中看是否转动来判断； 10、电磁铁的磁性强弱通过它吸引大头针的多少来确定。 四、四、实验加推理法实验加推理法 ：：有一些物理现象（如物体在光滑水平面上会怎样运动？） ，由于受实验 条件所限，无法直接验证，需要我们先进行实验， 再进行合理推理得出正确结论，这也是一 种常用的科学方法。如物体在光滑的水平面上可以永远运动下去、 真空不能传声等结论， 都 是这样得到的。这些结论实际上是推理得到的，不可能用实验验证，因此， 这种方法也称为 “科学推理法”、“实验推理法”、“实验 + 推理法”等。 1.真空不能传声实验（因为我们不能得到绝对的真空） 2.牛顿第一定律实验（因为不存在不受力的物体） 五、类比法五、类比法 1.用水波类比声波 2.用水流类比电流用水压类比电压 3.在研究分子的作用力时，用弹簧的作用力进行类比 六、理想模型法：六、理想模型法：“理想模型”是物理学中的一个重要的研究方法，运用这种方法的目的， 就是为了摒弃次要条件， 突出主要因素，对实际问题进行理想化处理， 从而方便对物理本质 的研究。在物理学中，常常把实际研究对象或实际过程抽象成为“理想模型” 。 使用理想模型法的例子 1、光线__在研究光的传播路径和方向时，引入光线； 2、磁感线------在研究磁场的分布时，引入磁感线； 3、原子结构-----在研究原子的组成时，引入原子核式结构模型。 4、将撬棒、剪刀等抽象为杠杆 电学中各物理量求解公式表 电流：Ｉ／Ａ 电压：Ｕ／Ｖ 电阻：Ｒ／Ω 电功率：Ｐ／Ｗ 电能（电功） ：Ｗ／Ｊ UP (1)Ｉ=(2) I = RU P (3) U = IR(4) U =(5) U =PR I UU2PQ (6) R =(7) R =(8) R = 2 (9) R = 2IPII t WU2 (10) P == UI(11) P == I2R(纯电阻电路) tR U2 (12) W = Pt = UIt(13)W =t＝I2Rt(纯电阻电路) R (14) Q = I2Rt注：当电能完全转化为热能时(纯电阻电路)，也可 电热：Ｑ／ＪU2 用 Q = W = Pt= UIt =t R n (15) W =KW.h注：n 为电能表在某一时段内转过的转数， N N 为用电器消耗 1kW.h 所转的转数 串联电流、电压、电阻规律I=I1=I2U=U1+U2R=R1+R2 其他公式： 并联电流、电压、电阻规律 固体压力、压强 液体压力、压强 浮力公式 功 功率 I=I1+I2U=U1=U21/R=1/R1+1/R2 先求压力 F＝G 总，再求压强 p=F/S 先求压强 p＝ρ液g h，再求压强 F=pS F 浮＝G排＝m排＝ρ液g V排， F 浮＝G物－F拉， F 浮＝G物（漂浮，悬浮）F浮＝G向上－F向下 W＝Fs P＝W/tP=Fv 一、控制变量法 控制变量法是初中物理实验中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法 之一。 所谓控制变量法是指为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的 关系，可将除了这个因素以外的其它因素人为地控制起来，使其保持不变，再比 较、研究该物理量与该因素之间的关系，得出结论，然后再综合起来得出规律的 方法。 这种方法在整个初中物理实验中的应用比较普遍。 例如在人教版实验教科书 《物理》 （八年级上册）第一章第一节关于探究声是怎样传播的实验中，就开始 渗透控制变量的思想。因为固体、液体和气体都是传声的介质，我们逐一研究它 们分别可以传声时，就必须控制其它两个因素。在进行该实验时恰当地点拨，提 出：“把两张课桌紧紧地挨在一起，一个同学轻敲桌面，另一个同学把耳朵贴在 另一张桌子上，听到的敲击声为什么就能认为是桌子传来而不是空气传来的？” 分析比较，使学生体验到控制变量的思想。在接着的探究影响音调、响度等因素 的实验中， 把控制变量的思想对学生给予简要的介绍，就会使学生逐步领悟到控 制变量法的实质要领，为以后的探究实验作好方法上的准备。 在初中物理中， 探究影响滑动摩擦力大小的因素； 决定压力作用效果的因素； 影响液体压强的大小的因素；影响动能大小的因素；影响重力势能大小的因素； 影响蒸发快慢的因素；影响导体电阻大小的因素；电流跟电压电阻的关系；影响 电功、电热大小的因素；影响电磁铁磁性强弱的因素；影响磁场对通电导体力的 大小的因素等等实验，运用了控制变量法。 二、等效替代法 等效替代法是指在研究某一个物理现象和规律中， 因实验本身的特殊限制或 因实验器材等限制，不可以或很难直接揭示物理本质，而采取与之相似或有共同 特征的等效现象来替代的方法。这种方法若运用恰当，不仅能顺利得出结论，而 且容易被学生接受和理解。 例如，在探究平面镜成像规律的实验中，用玻璃板替代了平面镜，因两者在 成像特征上有共同之处，容易使学生接受，而玻璃板又是透明的，能通过它观察 到玻璃板后面的蜡烛，便于研究像的特点，揭示出规律。我们在学习中，在亲历 实验过程的基础上，要进行方法的总结，在以后遇到有关的实验设计时，就会自