初中物理研究方法歸類及示例

陳亮亮

【內(nèi)容摘要】物理是一門以實驗為主的學(xué)科，在物理學(xué)習(xí)中有諸如觀察、實驗、猜想、等效、建立模型、類比、替代、控制變量等方法，本文作簡要介紹，并加以舉例佐證。

【關(guān)鍵詞】初中物理 研究方法 有效教學(xué)

物理學(xué)習(xí)，不但要獲得物理知識，還要掌握技能、技巧，掌握物理問題的研究方法。初中物理所涉及到的研究方法主要有觀察法、實驗法、猜想法、等效法、建立模型法、轉(zhuǎn)換法、替代法、控制變量法等。

1.觀察法，指通過對實驗過程的認(rèn)真觀察，再歸納總結(jié)出規(guī)律等。如通過對水沸騰實驗的觀察得到水沸騰的特點，從而推出液體沸騰時吸收熱量但溫度不變的特點。

2.實驗法，人們使用儀器，通過人工控制條件，使自然現(xiàn)象、過程再現(xiàn)出來。它是物理研究的一種非常重要的方法。通過實驗可發(fā)現(xiàn)定律、規(guī)律，如歐姆通過實驗發(fā)現(xiàn)歐姆定律；通過實驗驗證假說，如布朗通過“布朗運動”的實驗驗證分子動理論假說；通過實驗測定物理量，如托里拆利通過實驗測定出大氣壓值。

3.猜想法，是探索物理的一種廣泛應(yīng)用的方法，它是用已知的物理規(guī)律對未知的自然現(xiàn)象及規(guī)律做出的科學(xué)預(yù)見。猜想法和實驗法律相結(jié)合使用，先猜想然后設(shè)計實驗驗證，是目前探索物理經(jīng)常使用的方法。如初三物理（滬科版）中研究“通電導(dǎo)體放出熱量跟哪些因素有關(guān)？”先要求大家猜想，然后設(shè)計實驗驗證猜想，就是采用“猜想+實驗”的方法。

4.等效法，狹義等效法是根據(jù)同一性質(zhì)的幾個量與一個量之間效果相同而建立的方法。如研究物體受幾個力作用時引入合力。廣義等效法指自然界中不同物質(zhì)之間存在著的聯(lián)系而建立的原理或方法，如改變物體內(nèi)能的方法有做功和熱傳遞，它們的作用效果是等效的。

5.建立模型法，從自然界中抽取更為本質(zhì)的、概括了的類似物的方法，如連通器、光線。

6.轉(zhuǎn)換法，是指將那些看不見、摸不著的現(xiàn)象或者不容易直接去測量的物理量，用一些直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識或用易測量的物理量間接測量的方法。如用電流的效應(yīng)去判斷電流的存在，用擴(kuò)散現(xiàn)象去說明分子是運動的。

7.類比法，指兩個或兩類對象有某些共有的相同或者相似的屬性，推出一個對象可能具有另一個或另一類現(xiàn)象已經(jīng)具有的屬性。如研究電流概念時用水流作類比。

8.替代法，在研究物體的某一物理量時，由于這一物理量難于測量，可用便于測量的其他物體的相同物理量來測定代替。如曹沖稱象用的就是替代法。

9.控制變量法，在研究某一物理量與其他幾個物理量關(guān)系時，可先研究這一物理量與幾個中的一個量的關(guān)系，然后逐一研究這一物理量與其他物理量關(guān)系，研究時，每次都要保證除研究的那兩個物理量外，其他物理量保持不變，最后將這些單一關(guān)系綜合起來，如研究力的作用效果與哪些因素有關(guān)，研究電流與電壓、電阻之間關(guān)系，用的就是控制變量法。

例1：說出下列研究物理問題的方法

1.根據(jù)磁鐵產(chǎn)生的作用來認(rèn)識磁場（轉(zhuǎn)換法）；

2.通過觀察冰熔化、松香熔化實驗得出晶體與非晶體區(qū)別（觀察法）；

3.通過實驗來研究杠桿平衡條件（實驗法）；

4.研究兩個及兩個以上電阻組成的電路時，引入總電阻（等效法）；

5.研究磁場時引入磁感線（建立模型法）；

6.講授電壓時，用水壓作類化（類比法）；

7.用量筒、水測不規(guī)則小石塊的體積（替代法）；

8.探究影響滑動摩擦力的影響因素（控制變量法）。

例2：滑動摩擦力在研究相關(guān)物體運動情況時起著非常重要作用。通過實驗探究已經(jīng)知道滑動摩擦力與接觸面粗糙程度有關(guān)，也與接觸面之間的壓力有關(guān)。有些同學(xué)又猜想滑動摩擦力可能還與接觸面的大小有關(guān)。請你從以下器材中選出部分器材，設(shè)計一個實驗對以上猜想進(jìn)行驗證。

器材：a、斜面；b、帶鉤的正方體木塊；c、帶鉤的長方體木塊；d、表面平整的長木板；e、幾條毛巾；f、直尺；g、彈簧測力計；h、硬紙板。

（1）寫出你需要的器材（用器材前面字母表示）

（2）簡述主要實驗步驟（安徽省中考題）

解題點撥：本題所提出問題的方法叫猜想假設(shè)，設(shè)計實驗的思路是控制變量。因此設(shè)計實驗時，要從便于控制變量的角度確定器材。

解：（1）c、d、g。

實驗步驟：（1）將長方體木塊放在長木板上，用彈簧測力拉著它勻速前進(jìn)，觀察記錄這時彈簧測力計的示數(shù)；（2）將長方體木塊側(cè)放在長木板上，用彈簧測力計拉著勻速前進(jìn)，觀察、記錄這時彈簧測力計示數(shù)；（3）比較兩次彈簧測力計示數(shù)，即可初步檢驗上述猜想。

例3（無錫市中考題）：現(xiàn)有各種規(guī)格的不銹鋼絲和銅絲，請你設(shè)計實驗研究方案，比較不銹鋼絲和銅絲這兩種材料的導(dǎo)電性能。

（1）實驗研究中對不銹鋼和銅絲的選取有什么要求？

（2）你用什么方法顯示材料的導(dǎo)電性能？（可畫出相應(yīng)電路圖加以說明）

說明：本題涉及到物理方法有控制變量法、轉(zhuǎn)換法，選擇材料時要控制它的長度、橫截面積，材料的導(dǎo)電性能則從其他物體的特征上反映出來。

解：（1）選取的不銹鋼絲和銅絲長度要相等，粗細(xì)要相同。

（2）可將它們分別與相同小燈泡串聯(lián)到相同的電源上，根據(jù)小燈泡的亮度說明它們導(dǎo)電性能的不同。

（作者單位：江蘇省阜寧縣益林初級中學(xué)）