第一篇:初中物理實(shí)驗(yàn)方法
物理方法既是科學(xué)家研究問題的方法,也是學(xué)生在學(xué)習(xí)物理中常用的方法,新課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生掌握一些探究問題的物理方法。初中階段有哪些物理方法?
一、常見的物理方法
模型法:即將抽象的物理現(xiàn)象用簡(jiǎn)單易懂的具體模型表示。如用太陽(yáng)系模型
代表原子結(jié)構(gòu),用簡(jiǎn)單的線條代表杠桿等。
轉(zhuǎn)換法:一些看不見,摸不著的物理現(xiàn)象,不好直接認(rèn)識(shí)它,我們常根據(jù)它
們表現(xiàn)出來的看的見、摸的著的現(xiàn)象來間接認(rèn)識(shí)它們。如根據(jù)電流的熱效應(yīng)來認(rèn)識(shí)電流大小,根據(jù)磁場(chǎng)對(duì)磁體有力的作用來認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)
等。
等效法:在研究物理問題時(shí),有時(shí)為了使問題簡(jiǎn)化,常用一個(gè)物理量來代替
其他所有物理量,但不會(huì)改變物理效果。如用合力替代各個(gè)分力,用總電阻替代各部分電阻,浮力替代液體對(duì)物體的各個(gè)壓力等。
描述法:為了研究問題的方便,我們常用線條等手段來描述各種看不見的現(xiàn)
象。如用光線來描述光,用磁感線來描述磁場(chǎng),用力的圖示描述力
等。
類比法:在認(rèn)識(shí)一些物理概念時(shí),我們常將它與生活中熟悉且有共同特點(diǎn)的現(xiàn)象進(jìn)行類比,以幫助我們理解它。如認(rèn)識(shí)電流大小時(shí),用水流進(jìn)
行類比。認(rèn)識(shí)電壓時(shí),用水壓進(jìn)行類比。
疊加法:物理學(xué)中常常把微小的、不易測(cè)量的同一物理量疊加起來,測(cè)量后
求平均值的方法俗稱“疊加法”。
實(shí)驗(yàn)+推理法:有一些物理現(xiàn)象,由于受實(shí)驗(yàn)條件所限,無法直接驗(yàn)證,需要我們先進(jìn)行實(shí)驗(yàn),再進(jìn)行合理推理得出正確結(jié)論,這也是一種常用的科學(xué)方法。如將一只鬧鐘放在密封的玻璃罩內(nèi),當(dāng)罩內(nèi)空氣被抽走時(shí),鐘聲變小,由此推理出:真空不能傳聲。
控制變量法:是初中物理中常用的探索問題和分析解決問題的科學(xué)方法之一,自然界發(fā)生的各種現(xiàn)象,往往是錯(cuò)綜復(fù)雜的。決定某一個(gè)現(xiàn)象的產(chǎn)生和變化的因素常常也很多。為了弄清事物變化的原因和規(guī)律,必須設(shè)法把其中的一個(gè)或幾個(gè)因素用人為的方法控制起來,使它保持不變,然后來比較,研究其他兩個(gè)變量之間的關(guān)系,這種研究問題的科學(xué)方法就是“控制變量法”。
初中物理實(shí)驗(yàn)大多都用到了這種方法,如通過導(dǎo)體的電流I受到導(dǎo)體電阻R和它兩端電壓U的影響,在研究電流I與電阻R的關(guān)系時(shí),需要保持電壓U不變;在研究電流I與電壓U的關(guān)系時(shí),需要保持電阻R不變。
控制變量法是一種最常用的、非常有效的探索客觀物理規(guī)律的科學(xué)方法。
第二篇:初中物理實(shí)驗(yàn)方法總結(jié)
一、控制變量法在實(shí)驗(yàn)中或?qū)嶋H問題中,常有多個(gè)因素在變化,造成規(guī)律不易表現(xiàn)出來,這時(shí)可以先控制一些物理量不變,依次研究某一個(gè)因素的影響和利用。如氣體的性質(zhì),壓強(qiáng)、體積和溫度通常是同時(shí)變化的,我們可以分別控制一個(gè)狀態(tài)參量不變,尋找另外兩個(gè)參量的關(guān)系,最后再進(jìn)行統(tǒng)一。歐姆定律、牛頓第二定律等都是用這種方法研究的。
二、累積法把某些難以用常規(guī)儀器直接準(zhǔn)確測(cè)量的物理量用累積的方法,將小量變大量,不僅可以便于測(cè)量,而且還可以提高測(cè)量的準(zhǔn)確程度,減小誤差。如測(cè)量均勻細(xì)金屬絲直徑時(shí),可以采用密繞多匝的方法;測(cè)量單擺的周期時(shí),可測(cè)30-50個(gè)全振動(dòng)的時(shí)間;分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶時(shí),可隔幾個(gè)點(diǎn)找出計(jì)數(shù)點(diǎn)分析等。
三、等效替代法某些物理量不直觀或不易測(cè)量,可以用較直觀、較易測(cè)量而且又有等效效果的量代替,從而簡(jiǎn)化問題。如在驗(yàn)證動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)中,發(fā)生碰撞的兩個(gè)小球的速度不易直接測(cè)量,可用水平位移代替水平速度研究;在描繪電場(chǎng)中的等勢(shì)線時(shí),用電流場(chǎng)來模擬電場(chǎng)等都用了等效思想。
四、放大法對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)中微小量或小變化的觀察,可采用放大的方法。例如游標(biāo)卡尺、放大鏡、顯微鏡等儀器都是按放大原理制成的。
六、外推法有些物理量可以局部觀察或測(cè)量,作為它的極端情況,不易直觀觀測(cè),如果把這局部觀察測(cè)量得到的規(guī)律外推到極端,可以達(dá)到目的。例如在測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中,無法直接測(cè)量I=0(斷路)時(shí)的路端電壓(電動(dòng)勢(shì))和短路(U=0)時(shí)的電流強(qiáng)度,通過一系列U、I對(duì)應(yīng)值點(diǎn)畫出直線并向兩方延伸,交U軸點(diǎn)為電動(dòng)勢(shì),交I軸點(diǎn)為短路電流。
七、近似法在復(fù)雜的物理現(xiàn)象和物體運(yùn)動(dòng)中,影響物理量的因素較多,有時(shí)為了突出主要矛盾,可以有意識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)條件、忽略次要因素的影響,用近似量當(dāng)成真實(shí)量進(jìn)行測(cè)量。
初中物理估算題 1.下列數(shù)據(jù)中,最接近實(shí)際情況的是(A)
A.中學(xué)生正常步行的速度約為l.0m/sB.將一枚雞蛋舉過頭頂做功約為l0J
C.餃子煮熟即將出鍋時(shí)的溫度約為40℃D.教室里日光燈正常發(fā)光通過的電流約為10A
2.生活中經(jīng)常對(duì)一些物理量進(jìn)行估測(cè),下列數(shù)值最接近實(shí)際情況的是(B)
A.人騎自行車的平均速度約為1m/sB.一元硬幣的直徑約為2.5cm
C.人沐浴時(shí)水的溫度約為60℃D.電視機(jī)正常工作的電功率約為1000W
3.小理家準(zhǔn)各買新房,他看到某開發(fā)商的廣告稱.乘車從新樓盤到一家大型商場(chǎng)的時(shí)間只需3分鐘。據(jù)此你認(rèn)為從新樓盤到該大型商場(chǎng)比較接近的路程是(C)
A.200mB.400mC.2000mD.10000m
4.以下說法中,與實(shí)際生活相符的是(D)
A.一支鉛筆的長(zhǎng)度約為15dmB.家庭電路的電壓為36V
C.冰箱冷凍室的溫度約為20℃D.聲音在15℃的空氣中的傳播速度為340m/s
5. 人的正常體溫約為(C)A. 30℃B.33℃C.37℃D.39℃
6.同學(xué)們學(xué)習(xí)物理知識(shí)以后,對(duì)身邊的事或物進(jìn)行了估測(cè),以下較為貼近實(shí)際的估測(cè)數(shù)據(jù)是(ABD)
A.學(xué)校的課桌高度約為0.8mB.某初中生的質(zhì)量大約為40kg
C.洗澡的熱水溫度約為75℃D.某同學(xué)跑100m成績(jī)?yōu)?4s
7.下列說法中,接近實(shí)際情況的是(C)
A.正常人的體溫約為39℃B.地球的半徑約為6400m
C.一個(gè)中學(xué)生的質(zhì)量約為50kgD.—個(gè)成年人的正常步行速度約為3m/s
8.中學(xué)生的大姆指指甲面積約為(B)A.1mm2B.1cm2C.1dm2D.1m2
9.以下估測(cè)與實(shí)際情況相符的是(D)
A.人體感覺舒適的環(huán)境溫度約為40℃B.人正常步行的速度約為5m/s
C.中學(xué)生脈搏跳動(dòng)一次的時(shí)間約為3sD.一只普通雞蛋的質(zhì)量約為50g
10.對(duì)以下物理量的估測(cè)最接近實(shí)際的是(B)
A.廣安市中考考室內(nèi)的溫度大約是48℃B.一支普通牙刷的長(zhǎng)度大約是20cm
C.唱一遍中華人民共和國(guó)國(guó)歌的時(shí)間大約是15minD.一袋普通方便面的質(zhì)量大約是500g
11.下列數(shù)據(jù)中,最符合實(shí)際情況的是(C)
A.人的正常體溫為39℃B.初中生擲實(shí)心球的距離約為30m
C.小紅上學(xué)時(shí)步行的速度約是1.1m/sD.一位初中生體重約為20N
12.(2011雞西)下列數(shù)據(jù)與事實(shí)相差較大的是(D)
A.教室內(nèi)一盞日光燈的功率約為40WB.你正常步行的速度約為1.1 m/s
C.使人體感覺舒適的環(huán)境溫度為20℃D.一名普通中學(xué)生正常步行上樓的功率為500W
13.一個(gè)雞蛋的質(zhì)量約是(C)A.0.5gB.5 gC.50 gD.500 g
14.(2011包頭)下列四個(gè)選項(xiàng)中,平均速度最大的是(B)
A.航模飛行器以11m/s的速度飛行B.汽車以50km/h的速度在公路上行駛
C.百米賽跑中運(yùn)動(dòng)員用10s跑完全程D.從30m高處豎直下落的物體用了2.5s
15.某中學(xué)生的信息檔案中,錯(cuò)誤的信息是(D)
A.身高1.68mB.質(zhì)量50kgC.體溫36.5℃D.步行速度10m/s
16.下列說法最接近實(shí)際情況的是(B)
A.普通中學(xué)生使用的課桌高度是1.8m B.九年級(jí)男生的平均體重約為600N
C.按照交通部門規(guī)定,天津市快速路的最高限速為300km/h
D.按照國(guó)家規(guī)定,夏天公共建筑內(nèi)的空調(diào)溫度應(yīng)控制在18℃
17.下列數(shù)劇中與實(shí)際相符的是(C)A.中學(xué)生腳的長(zhǎng)度為50cmB.中學(xué)生的體重為50N
C.人體的密度約為1.0×10kg/mD.人在正常呼吸時(shí)肺內(nèi)的氣壓約為10pa
18.(1)一個(gè)中學(xué)生的質(zhì)量約為50_______(填上合適的單位),他跑100米所需的時(shí)間約為:_________(填上合適的單位)。答案:kg11s
怎樣找物理題中的隱含條件 學(xué)習(xí)在解物理習(xí)題時(shí),經(jīng)常會(huì)遇到這種情況,有些解題的必要條件,題中并為明確給出,而是隱含在字里行間。這樣才能快速、準(zhǔn)確地找出這些隱含條件呢?同學(xué)們應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)。
一.注意一些約定俗成的提法的含義
課本上經(jīng)常用一些固定的提法來說明某些現(xiàn)象,這些提法中的某些詞語(yǔ)由于已經(jīng)約定俗成,所以具有確定不變的含義,知道了這些提法的含義,就等于知道了隱含條件。如“一物體在光滑面上運(yùn)動(dòng)??”其中“光滑”的含義為不計(jì)摩擦,所以隱含條件為物體所受的摩擦為零。又如“一顆手榴彈在空中自由飛行??”,其中“自由”的含義為手榴彈僅受重力作用,所以隱含條件為:手榴彈只受一個(gè)力---重力。
二.掌握一些物理現(xiàn)象的出現(xiàn)條件
一定的物理現(xiàn)象的出現(xiàn),是以具備一定的條件為前提的,當(dāng)知道什么條件具備時(shí)可出現(xiàn)什么現(xiàn)象后,一旦題目給出某種現(xiàn)象,馬上可以找出相應(yīng)的隱含條件。如“一個(gè)物體漂浮在液面上??”,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的條件是物體所受浮力等于物重,所以隱含條件是物體受到的浮力等于重力。又如“一個(gè)物體勻速運(yùn)動(dòng)??”要出現(xiàn)這種現(xiàn)象,前提條件是物體必須不受力或受平衡力作用,所以隱含條件為:物體不受力或受的是平衡力。
三.?dāng)U大知識(shí)面,記住一些有關(guān)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系
同學(xué)們的知識(shí)面宜寬不宜窄。即使是一些僅需了解的知識(shí)也應(yīng)給予足夠的重視,同時(shí)對(duì)有些物理量的某些數(shù)據(jù)(比如物質(zhì)的密度、比熱等)之間的“大小”關(guān)系也應(yīng)知道并記住。如“在照明電路中接了三盞燈??三盞燈”,因?yàn)檎彰麟娐冯妷簽?20v,且所有用電器除非特別聲明外,所隱含條件為;三燈并聯(lián),其電壓為220v。又如“等質(zhì)量的鐵塊和鋁塊哪個(gè)體積大?”顯然,僅知道質(zhì)量是無法判斷的,還需知道密度,所以隱含條件為:鐵的密度大于鋁的密度。
四.熟練掌握概念和規(guī)律
物理概念和規(guī)律是在理論、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)、發(fā)現(xiàn)的,具有一定的普遍意義,掌握了它們,就能找出其中的隱含條件。如“兩個(gè)用電器串聯(lián)在某一電路中??”,由串聯(lián)電路規(guī)律可知,電流強(qiáng)度處處相等,所以隱含條件為:通過兩燈的電流強(qiáng)度相等。又如“兩用電器并聯(lián)在某一電路中??”很顯然,由并聯(lián)電路規(guī)律可知,隱含條件為,兩燈兩端電壓相等。
五.注意尋找一些物理量之間的外在關(guān)系338
有些物理量,無任何聯(lián)系,但人為附加一些條件后,便可使它們有一定的外在關(guān)系。如找出這些關(guān)系,就找出了隱含條件。比如“水和酒精先后裝入同一瓶中,稱其質(zhì)量??”,水和酒精無任何內(nèi)在聯(lián)系,但由于都先后裝于同一瓶中,而瓶的容積是不變的,所以隱含條件為:水和酒精體積相等。又如“一天平兩邊分別放一鐵塊和一鋁塊,天平平衡??”,由天平平衡條件可知,其隱含條件為:鐵塊和鋁塊質(zhì)量相等。
總之,同學(xué)們只要做到多思、多知,就不難找出題中的隱含條件
一、控制變量法所謂控制變量法,就是在研究和解決問題的過成中,對(duì)影響事物變化規(guī)律的因素和條件加以人為控制,只改變某個(gè)變量的大小,而保證其他的變量不變,最終解決所研究的問題。這種探究方法在初中物理中應(yīng)用的最為廣泛。例如:“探究液體蒸發(fā)的快慢與哪些因素素有關(guān)?”、“探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)?”、“探究壓力的作用效果與哪些有關(guān)?”、“探究電流、電壓與電阻的關(guān)系(即探究歐姆定律)”、“探究導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)?”、“探究電磁鐵的磁性大小與哪些因素有關(guān)”等等。
二、等效替代法用相等或容易測(cè)得的量代替不便直接求出的物理量,這種方法就是等效替代法。等效的方法是指面對(duì)一個(gè)較為復(fù)雜的問題,提出一個(gè)簡(jiǎn)單的方案或設(shè)想,而使它們的效果完全相同,從而將問題化難為易,求得解決。這種探究方法在初中物理中也時(shí)有應(yīng)用。例如:“探究平面鏡成像的規(guī)律”等。
三、轉(zhuǎn)換法物理學(xué)中對(duì)于一些看不見、摸不著的現(xiàn)象或不易直接測(cè)量的物理量,通過用一些非常直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識(shí),或用易測(cè)量的物理量間接測(cè)量,一些比較抽象的看不見,摸不著的物質(zhì)的微觀現(xiàn)象,要研究它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,使之轉(zhuǎn)化為學(xué)生熟知的看得見摸得著的宏觀現(xiàn)象來認(rèn)識(shí)它們,這種研究問題的方法叫做轉(zhuǎn)換法。這種探究方法在初中物理中也很常見。例如:“探究電流的熱效應(yīng)與電阻的關(guān)系”、“研究物體的熱膨脹”等。
四、理想模型法實(shí)際現(xiàn)象和過程一般都十分復(fù)雜,涉及到眾多因素,采用模型方法可起到簡(jiǎn)化和純化的作用。忽略次要因素,從復(fù)雜事物中抽象出理想模型,合理近似地反應(yīng)所研究事物的本質(zhì)特征,這種研究問題的方法叫理想模型法。在初中物理能看到這種方法的應(yīng)用。例如:原子結(jié)構(gòu)的模型、光線、磁感線等。
五、科學(xué)推理法推理法是根據(jù)已知物理現(xiàn)象和規(guī)律,通過想象和推理對(duì)未知的現(xiàn)象做出科學(xué)的推理和預(yù)見。推理法是在觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,忽略次要因素,進(jìn)行合理的推理,得出結(jié)論,達(dá)到認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的目的。例如:“探究真空能不能傳聲”、“探究牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律”等。
六、類比法類比法是指將兩個(gè)相似的事物做對(duì)比,從已知對(duì)象具有的某種性質(zhì)推出未知對(duì)象具有相應(yīng)性質(zhì)的方法。類比法在物理中有廣泛的應(yīng)用。所謂類比,實(shí)際上是一種從特殊到特殊或從一般到一般的推理。它是根據(jù)兩個(gè)(或兩類)對(duì)象之間在某些方面的相同或相似而推出它們?cè)谄渌矫嬉部赡芟嗤蛳嗨频囊环N邏輯思維。例如:研究電壓和電流的概念、研究物體的內(nèi)能、研究電子繞原子核轉(zhuǎn)動(dòng)等。除此之外,物理學(xué)的研究還用得以下探究方法。
七、歸納法歸納法是通過樣本信息來推斷總體信息的技術(shù)。要作出正確的歸納,就要從整體中選出的樣本足夠大而且具有代表性。在實(shí)驗(yàn)中為了驗(yàn)證一個(gè)物理規(guī)律或定律,就要反復(fù)地通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證它的正確性,然后分析歸納,得出正確的結(jié)論。這種方法在初中物理中,應(yīng)用也很普通。例如:“探究杠桿的平衡條件”、“探究阿基米德原理”、“
八、圖像法利用圖象這種特殊且形象的數(shù)學(xué)語(yǔ)言工具,來表達(dá)各種物理現(xiàn)象的過程和規(guī)律,這種方法叫圖象法。物理圖象不僅可以使抽象的概念直觀形象,動(dòng)態(tài)變化過程清晰,物理量之間的關(guān)系明確,還能表示出用語(yǔ)言難以表達(dá)的內(nèi)涵。
九、猜想法猜想也稱想象或幻想,是用已知的物理知識(shí)對(duì)某些未知的事物作出科學(xué)的預(yù)測(cè)。它是人的思維的最高境界,合理的想象往往是人類創(chuàng)造發(fā)明的源泉
第三篇:物理實(shí)驗(yàn)方法
研究物理的科學(xué)方法有許多,經(jīng)常用到的有觀察法、實(shí)驗(yàn)法、比較法、類比法、等效法、轉(zhuǎn)換法、控制變量法、模型法、科學(xué)推理法等。研究某些物理知識(shí)或物理規(guī)律,往往要同時(shí)用到幾種研究方法。如在研究電阻的大小與哪些因素有關(guān)時(shí),我們同時(shí)用到了觀察法(觀察電流表的示數(shù))、轉(zhuǎn)換法(把電阻的大小轉(zhuǎn)換成電流的大小、通過研究電流的大小來得到電阻的大小)、歸納法(將分別得出的電阻與材料、長(zhǎng)度、橫截面積、溫度有關(guān)的信息歸納在一起)、和控制變量法(在研究電阻與長(zhǎng)度有關(guān)時(shí)控制了材料、橫截面積)等方法。可見,物理的科學(xué)方法題無法細(xì)致的分類。只能根據(jù)題意看題中強(qiáng)調(diào)的是哪一過程,來分析解答。下面我們將一些重要的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行一下分析。
一、控制變量法物理學(xué)研究中常用的一種研究方法——控制變量法。所謂控制變量法,就是在研究和解決問題的過程中,對(duì)影響事物變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制,使其中的一些條件按照特定的要求發(fā)生變化或不發(fā)生變化,最終解決所研究的問題。可以說任何物理實(shí)驗(yàn),都要按照實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃砗头椒刂颇承l件來研究。如:導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓以及導(dǎo)體的電阻都有關(guān)系,中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)難以同時(shí)研究電流與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻的關(guān)系,而是在分別控制導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓不變的情況下,研究導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻的關(guān)系,分別得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。通過學(xué)生實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在動(dòng)腦與動(dòng)手,理論與實(shí)踐的結(jié)合上找到這“兩個(gè)關(guān)系”,最終得出歐姆定律I=U/R。為了研究導(dǎo)體的電阻大小與哪些因素有關(guān),控制導(dǎo)體的長(zhǎng)度和材料不變,研究導(dǎo)體電阻與橫截面積的關(guān)系。為了研究滑動(dòng)摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān),保證壓力相同時(shí),研究滑動(dòng)摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系。
利用控制變量法研究物理問題,注重了知識(shí)的形成過程,有利于扭轉(zhuǎn)重結(jié)論、輕過程的傾向,有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。中學(xué)物理課本中,蒸發(fā)的快慢與哪些因素的有關(guān);滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān);液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān);研究浮力大小與哪些因素有關(guān);壓力的作用效果與哪些因素有關(guān);滑輪組的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān);動(dòng)能、重力勢(shì)能大小與哪些因素有關(guān);導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān);研究電阻一定、電流與電壓的關(guān)系;研究電壓一定、電流和電阻的關(guān)系;研究電流做功的多少跟哪些因素有關(guān)系;電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān);研究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟哪些因素有關(guān)系等均應(yīng)用了這種科學(xué)方法。
二、轉(zhuǎn)換法一些比較抽象的看不見、摸不著的物質(zhì)的微觀現(xiàn)象,要研究它們的運(yùn)動(dòng)等規(guī)律,使之轉(zhuǎn)化為學(xué)生熟知的看得見、摸得著的宏觀現(xiàn)象來認(rèn)識(shí)它們。這種方法在科學(xué)上叫做“轉(zhuǎn)換法”。如:分子的運(yùn)動(dòng),電流的存在等,如:空氣看不見、摸不到,我們可以根據(jù)空氣流動(dòng)(風(fēng))所產(chǎn)生的作用來認(rèn)識(shí)它;分子看不見、摸不到,不好研究,可以通過研究墨水的擴(kuò)散現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)它;電流看不見、摸不到,判斷電路中是否有電流時(shí),我們可以根據(jù)電流產(chǎn)生的效應(yīng)來認(rèn)識(shí)它;磁場(chǎng)看不見、摸不到,我們可以根據(jù)它產(chǎn)生的作用來認(rèn)識(shí)它。再如,有一些物理量不容易測(cè)得,我們可以根據(jù)定義式轉(zhuǎn)換成直接測(cè)得的物理量。在由其定義式計(jì)算出其值,如電功率(我們無法直接測(cè)出電功率只能通過P=UI利用電流表、電壓表測(cè)出U、I計(jì)算得出P)、電阻、密度等。中學(xué)物理課本中,測(cè)不規(guī)則小石塊的體積我們轉(zhuǎn)換成測(cè)排開水的體積我們測(cè)曲線的長(zhǎng)短時(shí)轉(zhuǎn)換成細(xì)棉線的長(zhǎng)度在測(cè)量滑動(dòng)摩擦力時(shí)轉(zhuǎn)換成測(cè)拉力的大小大氣壓強(qiáng)的測(cè)量(無法直接測(cè)出大氣壓的值,轉(zhuǎn)換成求被大氣壓壓起的水銀柱的壓強(qiáng))測(cè)硬幣的直徑時(shí)轉(zhuǎn)換成測(cè)刻度尺的長(zhǎng)度測(cè)液體壓強(qiáng)(我們將液體的壓強(qiáng)轉(zhuǎn)換成我們能看到的液柱高度差的變化)通過電流的效應(yīng)來判斷電流的存在(我們無法直接看到電流),通過磁場(chǎng)的效應(yīng)來證明磁場(chǎng)的存在(我們無法直接看到磁場(chǎng)),研究物體內(nèi)能與溫度的關(guān)系(我們無法直接感知內(nèi)能的變化,只能轉(zhuǎn)換成測(cè)出溫度的改變來說明內(nèi)能的變化);在研究電熱與電流、電阻的因素時(shí),我們將電熱的多少轉(zhuǎn)換成液柱上升的高度。在我們研究電功與什么因素有關(guān)的時(shí)候,我們將電功的多少轉(zhuǎn)換成砝碼上升的高度。密度、功率、電功率、電阻、壓強(qiáng)(大氣壓強(qiáng))等物理量都是利用轉(zhuǎn)換法測(cè)得的。在我們回答動(dòng)能與什么因素有關(guān)時(shí),我們回答說小球在平面上滑動(dòng)的越遠(yuǎn)則動(dòng)能越大,就是將動(dòng)能的大小轉(zhuǎn)換成了小球運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)近。以上列舉的這些問題均應(yīng)用了這種科學(xué)方法。例:
1、分子運(yùn)動(dòng)看不見、摸不著,不好研究,但科學(xué)家可以通過研究墨水的擴(kuò)散現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)它,這種方法在科學(xué)上叫做“轉(zhuǎn)換法’。下面是小明同學(xué)在學(xué)習(xí)中遇到的四個(gè)研究實(shí)例,其中采取的方法與剛才研究分子運(yùn)動(dòng)的方法相同的是()
A。利用磁感應(yīng)線去研究磁場(chǎng)問題
B。電流看不見、摸不著,判斷電路中是否有電流時(shí),我們可通過電路中的燈泡是否發(fā)光去確定
C。研究電流與電壓、電阻關(guān)系時(shí),先使電阻不變?nèi)パ芯侩娏髋c電壓的關(guān)系:然后再讓電壓不變?nèi)パ芯侩娏髋c電阻的關(guān)系
D。研究電流時(shí),將它比做水流
解析:B。
三、放大法在有些實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象我們是能看到的,但是不容易觀察。我們就將產(chǎn)生的效果進(jìn)行放大再進(jìn)行研究。比如音*的振動(dòng)很不容易觀察,所以我們利用小泡沫球?qū)⑵洮F(xiàn)象放大。觀察壓力對(duì)玻璃瓶的作用效果時(shí)我們將玻璃瓶密閉,裝水,插上一個(gè)小玻璃管,將玻璃瓶的形變引起的液面變化放大成小玻璃管液面的變化。
四、積累法在測(cè)量微小量的時(shí)候,我們常常將微小的量積累成一個(gè)比較大的量、比如在測(cè)量一張紙的厚度的時(shí)候,我們先測(cè)量100張紙的厚度在將結(jié)果除以100,這樣使測(cè)量的結(jié)果更接近真實(shí)的值就是采取的積累法。要測(cè)量出一張郵票的質(zhì)量、測(cè)量出心跳一下的時(shí)間,測(cè)量出導(dǎo)線的直徑,均可用積累法來完成。
五、類比法在我們學(xué)習(xí)一些十分抽象的,看不見、摸不著的物理量時(shí),由于不易理解我們就拿出一個(gè)大家能看見的與之很相似的量來進(jìn)行對(duì)照學(xué)習(xí)。如電流的形成、電壓的作用通過以熟悉的水流的形成,水壓使水管中形成了水流進(jìn)行類比,從而得出電壓是形成電流的原因的結(jié)論。學(xué)生在學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)時(shí),在老師的引導(dǎo)下,聯(lián)想到:水壓迫使水沿著一定的方向流動(dòng),使水管中形成了水流;類似的,電壓迫使自由電荷做定向移動(dòng)使電路中形成了電流。抽水機(jī)是提供水壓的裝置;類似的,電源是提供電壓的裝置。水流通過渦輪時(shí),消耗水能轉(zhuǎn)化為渦輪的動(dòng)能;類似的,電流通過電燈時(shí),消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。我們學(xué)習(xí)分子動(dòng)能的時(shí)候與物體的動(dòng)能進(jìn)行類比;學(xué)習(xí)功率時(shí),將功率和速度進(jìn)行類比。例:
1、某同學(xué)在學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)時(shí),在老師的引導(dǎo)下,聯(lián)想力學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,進(jìn)行比較并找出了一些相類似的規(guī)律,其中不準(zhǔn)確的是()A。水壓使水管中形成水流;類似地,電壓使電路中形成電流
B。抽水機(jī)是提供水壓的裝置;類似地,電源是提供電壓的裝置C。抽水機(jī)工作時(shí)消耗水能;類似地,電燈發(fā)光時(shí)消耗電能D。水流通過渦輪時(shí),消耗水能轉(zhuǎn)化為渦輪的動(dòng)能:類似地,電流通過電燈時(shí),消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能
解析:C
通過類比,用大家熟悉的水流、水壓的直觀認(rèn)識(shí),使得看不見、摸不著的抽象的電流、電壓等知識(shí)躍然紙面,栩栩如生。
六、理想化物理模型:實(shí)際現(xiàn)象和過程一般都十分復(fù)雜的,涉及到眾多的因素,采用模型方法對(duì)學(xué)習(xí)和研究起到了簡(jiǎn)化和純化的作用。但簡(jiǎn)化后的模型一定要表現(xiàn)出原型所反映出的特點(diǎn)、知識(shí)。模型法有較大的靈活性。每種模型有限定的運(yùn)用條件和運(yùn)用的范圍。中學(xué)課本中很多知識(shí)都應(yīng)用了這個(gè)方法,比如有:液柱、(比如在求液體對(duì)豎直的容器底的壓強(qiáng)的時(shí)候,我們就選了一個(gè)液柱作為研究的對(duì)象簡(jiǎn)化,簡(jiǎn)化后的模型依然保留原來的特點(diǎn)和知識(shí))光線、(在我們學(xué)習(xí)光線的時(shí)候光線是一束的,而且是看不見的,我們使用一條看的見的實(shí)線來表示就是將問題簡(jiǎn)化,利用了理想化模型)液片、(在我們研究連通器的特點(diǎn),求大氣壓時(shí)我們都在某一位置取了一個(gè)液面,研究該液面所受到的壓強(qiáng)和壓力,也是將問題簡(jiǎn)化,利用理想化模型法)光沿直線傳播;(在我們學(xué)習(xí)中我們知道真正的空氣是各處都不均勻的,比如越往上空氣越稀薄,在比如因?yàn)榭諝飧魈幉痪鶆蛐纬闪孙L(fēng),而在光是沿直線傳播一節(jié)中我們將問題簡(jiǎn)化,只取一個(gè)簡(jiǎn)單的模型,一條光線在均勻的介質(zhì)中傳播)勻速直線運(yùn)動(dòng);(生活中很少有一個(gè)物體真正的做勻速直線運(yùn)動(dòng),在我們研究問題的時(shí)候勻速直線運(yùn)動(dòng)只是一個(gè)模型)磁感線(磁感線是不存在的一條線,但是我們?yōu)榱吮阌谘芯看艌?chǎng)我們?nèi)藶榈囊肓艘粭l線,將我們研究的問題簡(jiǎn)化。)例:
1、在我們學(xué)習(xí)物理知識(shí)的過程中,運(yùn)用物理模型進(jìn)行研究的是()
A、建立速度概念
B、研究光的直線傳播
C、用磁感應(yīng)線描述磁場(chǎng)
D、分析物體的質(zhì)量
解析:B、C。
七、科學(xué)推理法:當(dāng)你在對(duì)觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行解釋的時(shí)候就是在進(jìn)行推理,或說是在做出推論,例如當(dāng)你家的狗在叫的時(shí),你可能會(huì)推想有人在你家的門外,要做出這一推論,你就需要把現(xiàn)象(狗的叫聲)與以往的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),即有陌生人來時(shí)狗會(huì)叫結(jié)合起來。這樣才能得出符合邏輯的答案如:在進(jìn)行牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)時(shí),當(dāng)我們把物體在越光滑的平面運(yùn)動(dòng)的就越遠(yuǎn)的知識(shí)結(jié)合起來我們就推理出,如果平面絕對(duì)光滑物體將永遠(yuǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。如:在做真空不能傳聲的實(shí)驗(yàn)時(shí),當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)空氣越少,傳出的聲音就越小時(shí),我們就推理出,真空是不能傳聲的。
八、等效替代法:比如在研究合力時(shí),一個(gè)力與兩個(gè)力使彈簧發(fā)生的形變是等效的,那么這一個(gè)力就替代了兩個(gè)力所以叫等效替代法,在研究串、并聯(lián)電路的總電阻時(shí),也用到了這樣的方法。在平面鏡成像的實(shí)驗(yàn)中我們利用兩個(gè)完全相同的蠟燭,驗(yàn)證物與像的大小相同,因?yàn)槲覀儫o法真正的測(cè)出物與像的大小關(guān)系,所以我們利用了一個(gè)完全相同的另一根蠟燭來等效替代物體的大小。
九、歸納法:是通過樣本信息來推斷總體信息的技術(shù)。要做出正確的歸納,就要從總體中選出的樣本,這個(gè)樣本必須足夠大而且具有代表性。在我們買葡萄的時(shí)候就用了歸納法,我們往往先嘗一嘗,如果都很甜,就歸納出所有的葡萄都很甜的,就放心的買上一大串。比如銅能導(dǎo)電,銀能導(dǎo)電,鋅能導(dǎo)電則歸納出金屬能導(dǎo)電。在實(shí)驗(yàn)中為了驗(yàn)證一個(gè)物理規(guī)律或定理,反復(fù)的通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證他的正確性然后歸納、分析整理得出正確的結(jié)論。在阿基米德原理中,為了驗(yàn)證F浮=G排,我們分別利用石塊和木塊做了兩次實(shí)驗(yàn),歸納、整理均得出F浮=G排,于是我們驗(yàn)證了阿基米德原理的正確性,使用的正是這種方法。在驗(yàn)證杠桿的平衡條件中,我們反復(fù)做了三次實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證F1×L1=F2×L2也是利用這種方法。一切發(fā)聲體都在振動(dòng)結(jié)論的得出(在實(shí)驗(yàn)中對(duì)多種結(jié)論進(jìn)行分析整理并得出最后結(jié)論時(shí)),都要用到這一方法。在驗(yàn)證導(dǎo)體的電阻與什么因素有關(guān)的時(shí)候,經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)我們得出了導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度,材料,橫截面積,溫度有關(guān),也是將實(shí)驗(yàn)的結(jié)論整理到一起后歸納總結(jié)得出的。在所有的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和原理的得出中,我們幾乎都用到了這種方法。
十、比較法(對(duì)比法)當(dāng)你想尋找兩件事物的相同和不同之處,就需要用到比較法,可以進(jìn)行比較的事物和物理量很多,對(duì)不同或有聯(lián)系的兩個(gè)對(duì)象進(jìn)行比較,我們主要從中尋找它們的不同點(diǎn)和相同點(diǎn),從而進(jìn)一步揭示事物的本質(zhì)屬性。如,比較蒸發(fā)和沸騰的異同點(diǎn)。如,比較汽油機(jī)和柴油機(jī)的異同點(diǎn) 如,電動(dòng)機(jī)和熱機(jī)
如,電壓表和電流表的使用利用比較法不僅加深了對(duì)它們的理解和區(qū)別,使同學(xué)們很快地記住它們,還能發(fā)現(xiàn)一些有趣的東西。
十一、分類法把固體分為晶體和非晶體兩類、導(dǎo)體和絕緣體。
十二、觀察法物理是一門以觀察、實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。人們的許多物理知識(shí)是通過觀察和實(shí)驗(yàn)認(rèn)真地總結(jié)和思索得來的。著名的馬德堡半球?qū)嶒?yàn),證明了大氣壓強(qiáng)的存在。在教學(xué)中,可以根據(jù)教材中的實(shí)驗(yàn),如長(zhǎng)度、時(shí)間、溫度、質(zhì)量、密度、力、電流、電壓等物理量的測(cè)量實(shí)驗(yàn)中,要求學(xué)生認(rèn)真細(xì)致的觀察,進(jìn)行規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作,得到準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能。大部分均利用的是觀察法。
十三、比值定義法:例:密度、壓強(qiáng)、功率、電流等概念公式采取的都是這樣的方法。
十四、多因式乘積法:例:電功、電熱、熱量等概念公式采取的都是這樣的方法。
十五、逆向思維法例:由電生磁想到磁生電以上這些方法,還只是在初中物理的學(xué)習(xí)中會(huì)遇到和使用的一些科學(xué)方法,列舉出來,希望能夠給大家一些幫助。也希望大家都來關(guān)注這方面的問題,多了解和掌握一些科學(xué)方法,靈活運(yùn)用,以便于指導(dǎo)我們的學(xué)習(xí),工作和生活。
第四篇:物理 實(shí)驗(yàn)方法
轉(zhuǎn)換法
轉(zhuǎn)換法在初中物理中的應(yīng)用實(shí)例有(13個(gè))
⑴蘋果落地可證明重力存在;
⑵物體發(fā)生形變或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變可證明此物受到力的作用;
⑶馬得堡半球?qū)嶒?yàn)可證明大氣壓的存在;
⑷運(yùn)動(dòng)的物體能對(duì)外做功可證明它具有能;
⑸霧的出現(xiàn)可證明空氣中含有水蒸氣;
⑹擴(kuò)散現(xiàn)象可證明分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng);
⑺鉛塊實(shí)驗(yàn)可證明分子間引力的存在;
⑻影的形成可說明光沿直線傳播;
⑼月食現(xiàn)象可證明月亮不是光源;
⑽電流看不見、摸不著,判斷電路中是否有電流時(shí),我們可通過電路中的燈泡是否發(fā)光去確定
⑾指南針指南北可證明地磁場(chǎng)的存在;
⑿奧斯特實(shí)驗(yàn)可證明電流周圍有磁場(chǎng);
⒀用手機(jī)能打電話可證明電磁波的存在;
比較法
比較法在初中物理中的應(yīng)用實(shí)例有:
⑴比較法研究蒸發(fā)與沸騰的異同點(diǎn)
⑵重力與壓力的異同點(diǎn)
⑶比較法研究電流表與電壓表的使用方法的異同點(diǎn)
控制變量法
控制變量法在初中物理中的應(yīng)用實(shí)例有:(19個(gè))
⑴如何比較兩個(gè)物體或兩個(gè)人的運(yùn)動(dòng)速度?v =s/t
⑵研究影響力的作用效果的因素;
⑶研究滑動(dòng)摩檫力與哪些因素有關(guān);
⑷物體對(duì)支撐面的壓強(qiáng)與壓力、受力面積的關(guān)系。P=F/S
⑸研究液體內(nèi)部的壓強(qiáng);
⑹物體在液體中所受浮力大小與液體密度、物體排開液體體積的關(guān)系。
⑺研究決定動(dòng)能大小的因素
⑻研究決定重力勢(shì)能大小的因素
⑼研究琴弦發(fā)聲的音調(diào)與弦粗細(xì)、松緊、長(zhǎng)短的關(guān)系;
⑽研究影響液體蒸發(fā)快慢的因素;
⑾研究物體吸熱與物質(zhì)種類、質(zhì)量、溫度的關(guān)系;
⑿研究決定電阻大小的因素
⒀研究電流與電壓、電阻的關(guān)系(歐姆定律)
⒁研究電功與哪些因素有關(guān);
⒂研究電功率與電壓、電流的關(guān)系
⒃研究電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻、時(shí)間的關(guān)系(焦耳定律)
⒄電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈中電流大小、線圈匝數(shù)、有無鐵芯的關(guān)系。
(18)研究通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力與哪些因素有關(guān);
⒆研究影響感應(yīng)電流的方向因素。
第五篇:初中物理實(shí)驗(yàn)的分類與方法
初中物理實(shí)驗(yàn)的分類與方法
作者:我沒有遠(yuǎn)?文章來源:本站原創(chuàng)點(diǎn)擊數(shù): 小 中 大
內(nèi)容摘要:從初中物理實(shí)驗(yàn)的分類去理解測(cè)量性實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)的基本思想,并了解實(shí)驗(yàn)
中的目的和手段之間的關(guān)系,掌握物理實(shí)驗(yàn)中基本的研究方法,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)初中物理實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>
力的培養(yǎng)。
關(guān)鍵詞:測(cè)量性實(shí)驗(yàn)探究性實(shí)驗(yàn)手段目的表格物理規(guī)律
物理是一門自然學(xué)科,因而實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中占著舉足輕重的地位。隨著社會(huì)的發(fā)展的需要
以及新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,實(shí)驗(yàn)教學(xué)在物理中顯得越來越重要:物理研究方法要在實(shí)驗(yàn)中來體
現(xiàn);物理規(guī)律要通過實(shí)驗(yàn)來總結(jié);技能通過實(shí)驗(yàn)來訓(xùn)練;創(chuàng)新精神要通過實(shí)驗(yàn)來培養(yǎng)等等。
但由于物理包含的知識(shí)多而雜,表面上它們往往互不相干,致使相當(dāng)多的教學(xué)人員在進(jìn)行實(shí)
驗(yàn)教學(xué)時(shí)常常把這些物理實(shí)驗(yàn)孤立,不能給學(xué)生一定的體系,使學(xué)生難以通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)達(dá)到
觸類旁通、從而自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。因而在學(xué)生剛接觸物理的教學(xué)中,給學(xué)生具體的方法
指導(dǎo)是必要的。而其中物理實(shí)驗(yàn)的思想與方法是最重要的。
一、初中物理的思想
初中物理實(shí)驗(yàn)主要可以分為兩類:一類為測(cè)量性實(shí)驗(yàn);一類為探究性實(shí)驗(yàn)。能夠區(qū)別這
兩類實(shí)驗(yàn)、并且掌握住這兩類實(shí)驗(yàn)的基本思想,對(duì)于學(xué)習(xí)物理來說是非常重要的。
1、測(cè)量性實(shí)驗(yàn)
測(cè)量性實(shí)驗(yàn)的目的是為了測(cè)量出一個(gè)物理量結(jié)果,如:物體的長(zhǎng)度、物體的質(zhì)量、物質(zhì)的密度等等。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求和現(xiàn)實(shí)測(cè)量器材的限制,又可以分為直接測(cè)量和間接測(cè)量?jī)煞N。
(1)直接測(cè)量
直接測(cè)量一般比較簡(jiǎn)單,限于在生活中或是實(shí)驗(yàn)室中能夠找到直接測(cè)量這個(gè)物理量的測(cè)
量工具。在初中物理中,能夠直接測(cè)量的物理量有:長(zhǎng)度的測(cè)量,測(cè)量工具為刻度尺;溫度的測(cè)量,測(cè)量工具為溫度計(jì);質(zhì)量的測(cè)量,測(cè)量工具為托盤天平;力的測(cè)量,測(cè)量工具為彈
簧測(cè)力計(jì);電流的測(cè)量,測(cè)量工具為電流表;電壓的測(cè)量,測(cè)量工具為電壓表;等等。
對(duì)于這些能夠直接測(cè)量的物理量而言,最重要的就是如何使用這些測(cè)量工具,在測(cè)量時(shí)
如何去減小實(shí)驗(yàn)的誤差。因而,直接測(cè)量的實(shí)驗(yàn),最重要的就是測(cè)量工具的教學(xué)。
(2)間接測(cè)量
間接測(cè)量是因?yàn)樵谏钪泻蛯?shí)驗(yàn)室中沒有能夠滿足直接測(cè)量物理量的測(cè)量工具,轉(zhuǎn)而采
用間接測(cè)量。如:密度的測(cè)量;速度的測(cè)量;機(jī)械效率的測(cè)量;電阻的測(cè)量;電功率的測(cè)量
等等。
在間接測(cè)量中,首先要做的就是測(cè)量在依據(jù),即所用的物理公式是什么,而這個(gè)公式,也就是這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理。然后根據(jù)這個(gè)原理找出可以直接測(cè)量出來的量,確定測(cè)量工具。如
在測(cè)量密度的這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,由于密度是不可以直接測(cè)量的,轉(zhuǎn)而根據(jù)ρ=把密度的測(cè)量轉(zhuǎn)為測(cè)量質(zhì)量和體積,那么很快就能夠確定下來測(cè)量工具分別是托盤天平和量
筒,學(xué)生就能夠把以前的學(xué)過的測(cè)量方法結(jié)合起來應(yīng)用從而測(cè)出密度。而公式ρ=也就是測(cè)量密度的原理。
另外,在實(shí)驗(yàn)中,數(shù)據(jù)處理也是很重要的。對(duì)于初中物理而言,一般在實(shí)驗(yàn)中都要求測(cè)
量出三組數(shù)據(jù)。在測(cè)量性實(shí)驗(yàn)中,測(cè)出多組數(shù)據(jù)的目的是為了通過多次測(cè)量求平均值這種最
簡(jiǎn)便可行的方法來達(dá)到減小誤差的目的。但在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生操作起來還是有一定的問
題:對(duì)于直接測(cè)量,如物體長(zhǎng)度的測(cè)量,只要把測(cè)出的三個(gè)長(zhǎng)度相加求平均即可;但在間接
測(cè)量中,往往學(xué)生不明白究竟哪些數(shù)據(jù)可以求平均,哪些數(shù)據(jù)不可以求平均。例如在運(yùn)用
R=來測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)中,究竟是先求出電壓和電流的平均值,然后求出電阻,還是分別求出每一組數(shù)據(jù)的電阻,然后求電阻的平均值呢?很多教師會(huì)告訴學(xué)生應(yīng)該取第二種方法,即先分別計(jì)算出每一組數(shù)據(jù)的電阻,然后求出電阻的平均值,但卻說不出為什么。根據(jù)多次測(cè)量求平均值以減小誤差這個(gè)方法的思想,只有對(duì)于一個(gè)因定量的才可以求平均值,如長(zhǎng)度的測(cè)量,因?yàn)橐粋€(gè)物體的長(zhǎng)度是固定的,只是因?yàn)槲覀儨y(cè)量存在誤差,才測(cè)出不同的結(jié)果,才需要求平均;而本來就不相同的量求平均是沒有任何意義的。所以在測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)中,正因?yàn)閷?duì)于這段導(dǎo)體的電阻是固定的,所以可以求平均,而電壓和電流是人為因素讓它們不同,所以求電壓和電阻的平均值是沒有意義的。還有在測(cè)量小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生也往往會(huì)把測(cè)出來的電功率求平均,事實(shí)上小燈泡在不同亮度時(shí),它的功率是不同的,因此在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,求平均也是沒有任何意義的。
二、探究性實(shí)驗(yàn)
探究性實(shí)驗(yàn)和測(cè)量性實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)不同是:探究性實(shí)驗(yàn)是為了通過實(shí)觀察到的現(xiàn)象或測(cè)量出的數(shù)據(jù),從而得到一個(gè)物理規(guī)律。相對(duì)于測(cè)量性實(shí)驗(yàn)來說,探究性實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生要求要高一些,不但要求學(xué)生能夠設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),還需要學(xué)生有一定的觀察總結(jié)能力,要求學(xué)生能夠通過現(xiàn)象看本質(zhì),從而得到結(jié)論。
探究實(shí)驗(yàn)也可以分為兩種:一種是觀察現(xiàn)象型探究實(shí)驗(yàn);一種是分析數(shù)據(jù)型探究實(shí)驗(yàn)。
(1)觀察現(xiàn)象型探究實(shí)驗(yàn)
這類實(shí)驗(yàn)不需要學(xué)生記錄數(shù)據(jù),只要仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象,然后根據(jù)現(xiàn)象就能夠總結(jié)出物理規(guī)律。例如真空鈴實(shí)驗(yàn),只要往外抽氣,通過鈴聲越來越小,就可推導(dǎo)出真空不能傳聲,或者說聲音的傳播需要介質(zhì);還有光的直線傳播,只要觀察影子的形成即可得到結(jié)論。
(2)數(shù)據(jù)分析型探究實(shí)驗(yàn)
數(shù)據(jù)分析型實(shí)驗(yàn)由于有數(shù)據(jù),往往讓學(xué)生和測(cè)量性實(shí)驗(yàn)混淆,學(xué)生會(huì)不知所以的把測(cè)量性實(shí)驗(yàn)中的處理方法用到探究性實(shí)驗(yàn)當(dāng)中去,比如求平均值等。但探究性實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)了和測(cè)量性實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)有本質(zhì)的區(qū)別:探究性實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)是為了得到物理規(guī)律,雖然在實(shí)驗(yàn)中也有多組數(shù)據(jù),但那并不是為了求平均值,而是運(yùn)用多組數(shù)據(jù)來反映出物理規(guī)律的普遍性,避免出現(xiàn)偶然現(xiàn)象。比如在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中,如果在左邊把三個(gè)鉤碼掛在4厘米處,而右邊把4個(gè)鉤碼掛在3厘米處,僅分析此一組數(shù)據(jù)來得到結(jié)論的的話,很容易得到:動(dòng)力+動(dòng)力臂=阻力+阻力臂。而這個(gè)結(jié)論就是由于數(shù)據(jù)偏少而偶然得到的一個(gè)錯(cuò)誤的結(jié)論。如果測(cè)三組數(shù)據(jù)或更多的數(shù)據(jù),這種偶然性就不復(fù)存在了。
當(dāng)然在探究型實(shí)驗(yàn)中,有很多的實(shí)驗(yàn)并不是分得那么清楚的,它會(huì)把觀察現(xiàn)象和數(shù)據(jù)分析結(jié)合起來才能全面得出結(jié)論,比如:探究平面鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,既要觀察像與物的位置及大小關(guān)系,還要測(cè)量出像與物到鏡面的距離以判定像與物到鏡面距離的規(guī)律。對(duì)于這一類的實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生更要具備實(shí)驗(yàn)的綜合能力。
在物理實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生能夠理解了測(cè)量性實(shí)驗(yàn)與探究性實(shí)驗(yàn)的基本思想,就能夠根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用不用的方法,從實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備到設(shè)計(jì),以及步聚和最后的處理,就不會(huì)產(chǎn)生混淆。從而讓學(xué)生在初學(xué)物理的時(shí)候,能夠很快的掌握學(xué)習(xí)的方法。
三、物理實(shí)驗(yàn)的方法
1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與總結(jié)規(guī)律的方法
物理實(shí)驗(yàn)的方法很多,但概括起來,在實(shí)驗(yàn)中,讓學(xué)生清楚手段和目的兩點(diǎn)很重要的。往往在實(shí)驗(yàn)中,由于一些物理量無法直接判斷,而要采取間接的方法。但在采用這些方法時(shí),很容易讓學(xué)生感覺到實(shí)驗(yàn)顯得“亂”,無論是在實(shí)驗(yàn)過程中還是結(jié)論的總結(jié)上,作出錯(cuò)誤的選擇。比如在探究影響動(dòng)能大小的因素這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)要探究動(dòng)能與運(yùn)動(dòng)快慢的關(guān)系時(shí),如何讓小車到達(dá)水平面具有不同的速度呢?最好也最實(shí)用的辦法就是將小車放在斜面上的不同高度處,這樣不但能讓小車到達(dá)水平面有不同的速度,而且很容易判斷哪一輛小車到達(dá)水
平面運(yùn)動(dòng)更快一些。但在實(shí)際運(yùn)作過程中,學(xué)生很容易說成:質(zhì)量相同時(shí),物體越高,動(dòng)能越大。這就是因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)中,學(xué)生區(qū)別不清實(shí)驗(yàn)中手段和目的。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,讓小車到達(dá)水平面具有不同的速度是目的,而放在不同的高度處,只是為了達(dá)到這個(gè)目的所采取的一種實(shí)驗(yàn)手段而已。當(dāng)然,在總結(jié)規(guī)律的時(shí)候,實(shí)驗(yàn)中的手段是不能出現(xiàn)在規(guī)律當(dāng)中的。和這個(gè)實(shí)驗(yàn)類似的錯(cuò)誤還會(huì)熱學(xué)實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn),由于熱量不能直接測(cè)量出來,所以常采用間接的方法。比如研究物質(zhì)吸熱和放熱本領(lǐng)的時(shí)候,學(xué)生也會(huì)說:相同質(zhì)量的水和沙子升高相同的溫度,水加熱的時(shí)間長(zhǎng)。犯這樣的錯(cuò)誤,原因是相同的。
另外,還要讓學(xué)生明白,在實(shí)驗(yàn)中的手段和目的這兩個(gè)方面,目的不能變,但手段可以變,這樣可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)手段與目的的理解。比如依然是探究動(dòng)能與運(yùn)動(dòng)快慢的關(guān)系這個(gè)實(shí)驗(yàn),在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,要保證質(zhì)量相同而運(yùn)動(dòng)快慢不同,這兩點(diǎn)是肯定不能變的,但在運(yùn)動(dòng)快慢這點(diǎn)上,是不是一定非要讓小車從斜面上滑下呢?不一定,如果采用兩根相同的彈簧,一個(gè)形變大一些,一根形變小一些,讓兩根彈簧從相同的地點(diǎn)彈射小車讓其運(yùn)動(dòng),這種方法也完全可以,只不過,沒有斜面容易操作而已。區(qū)分了這些,學(xué)生在總結(jié)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,就不容易混淆了。
在實(shí)驗(yàn)中,還要讓學(xué)生注意:在總結(jié)規(guī)律的時(shí)候,要注意回過頭去看看,看看實(shí)驗(yàn)探究的時(shí)哪些物理量之間的關(guān)系,總結(jié)的規(guī)律與所要探究的是不是吻合。比如還是探究動(dòng)能與運(yùn)動(dòng)快慢之間的關(guān)系,如果說成:質(zhì)量相同時(shí),物體越高,動(dòng)能越大。那么這個(gè)結(jié)論很明顯與研究的物理量有出入:結(jié)論中物體的運(yùn)動(dòng)快慢在哪兒呢?如果學(xué)生能從多個(gè)方面注意,那么這些錯(cuò)誤就不會(huì)再犯的了。
在研究物理的方法中,有控制變量法、等效替代法、類比法等等,可以說,這些方法基本上都是一種實(shí)驗(yàn)手段。在熱學(xué)實(shí)驗(yàn)中,我們用相同的加熱器配以加熱的時(shí)間來判定物體吸收熱量的多少;在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,我們用水流和水壓來理解電流和電壓的特性等。所以,在物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中,我們除了要注重實(shí)驗(yàn)步聚和結(jié)論的教學(xué),也要注重讓學(xué)生學(xué)會(huì)在實(shí)驗(yàn)中為達(dá)到目的而能選擇手段的這種能力。
2、記錄數(shù)據(jù)的方法
一般在記錄物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的時(shí)候,都需要有記錄數(shù)據(jù)的表格,所以在物理實(shí)驗(yàn)中,設(shè)計(jì)出一個(gè)合適的表格就顯得越來越重要了。事實(shí)證明,如果學(xué)生能夠準(zhǔn)確無誤的把表格設(shè)計(jì)出來,這個(gè)實(shí)驗(yàn)基本上也就了然于胸了。但究竟如何才能設(shè)計(jì)出一個(gè)合適的表格呢,對(duì)于數(shù)據(jù)量小的實(shí)驗(yàn)還不太難,但對(duì)于數(shù)據(jù)量大的實(shí)驗(yàn),學(xué)生就無從下手了。
那么如何正確設(shè)計(jì)表格呢?首先,我們先要去研究表格,理解表格。一個(gè)完整的表格主要分為主體部分和輔助部分:
主體部分就是所需要記錄的物理量,這里面又可分為記錄數(shù)據(jù)和計(jì)算數(shù)據(jù)。而要想得到這些數(shù)據(jù),又得從基本原理入手。比如在測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中,首先我們要分析機(jī)械效率的計(jì)算公式η=×100%,而無論是W有用還是W總都無法直接測(cè)出,那么再轉(zhuǎn)換一下:W有用=Gh,W總=FS。這樣就把測(cè)量機(jī)械效率轉(zhuǎn)化為測(cè)量物體的重力、物體被提升的高度、繩子自由端的拉力和繩子自由端通過的距離,這四個(gè)量屬于記錄數(shù)據(jù),是在實(shí)驗(yàn)過程中可以直接通過測(cè)量工具測(cè)出來的數(shù)據(jù);而W有用和W總以及η都是需要計(jì)算才能得到的,所以這三個(gè)量是計(jì)算數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)都要在表格當(dāng)中體現(xiàn)出來的。輔助部分包括:實(shí)驗(yàn)次數(shù)、每個(gè)物理量的單位等。這些也是一個(gè)完整表格不可缺少的部分。
在設(shè)計(jì)表格的時(shí)候,我們可以先將主體部份依次排列好,然后再前面和各個(gè)物量的后面寫上單位,最后再畫上表格的線條。而在實(shí)際的設(shè)計(jì)中,許多的學(xué)生還沒搞清楚需要記錄些什么,上來就畫線,那么這樣造成的后果是畫出來的表格不符合要求:不是少畫了,就是多畫了,這樣費(fèi)事不說,還弄得學(xué)生心煩意亂,本來可以輕松完成的工作結(jié)果浪費(fèi)了很多時(shí)間,甚至設(shè)計(jì)不成功。
在物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,如果能夠注重物理實(shí)驗(yàn)思想的教育,將物理各個(gè)版塊用統(tǒng)一的思想串聯(lián)起來,并教會(huì)學(xué)生一些基本的實(shí)驗(yàn)手段與技巧,定能使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平、實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力得到更大的發(fā)展。當(dāng)然,在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,還有很多的方法,只有將這些方
法有機(jī)的結(jié)合在一起,才能真正的使實(shí)驗(yàn)教學(xué)符合素質(zhì)教育的需要,符合社會(huì)發(fā)展的需要。