淺談初中幾種物理研究方法

鄭莉

【摘要】本文主要講述初中物理的幾種主要研究方法，其中有：控制變量法、等效（替代法）、轉換法、建立理想模型法、實驗推理法、類比法、分類法等。

【關鍵詞】控制變量法；等效代替法；轉換法；實驗推理法等

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）10-0114-01

現在說明以及列舉例子如下：

一、控制變量法

此法在初中物理是最常用的一種物理研究方法。物理學中對于多變量的問題，常常采用控制變量的方法，把多變量的問題變成多個單變量的問題。每一次只改變其中的某一個變量，而控制其余幾個變量不變，從而研究被改變的這個變量對事物的影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法。

比如：⑴研究滑動摩擦力與壓力和接觸面粗糙程度之間的關系時，控制壓力或接觸面的粗糙程度不變。⑵研究壓力的作用效果（壓強）與壓力和受壓面積的關系。⑶研究液體的壓強與液體的密度和深度的關系。⑷研究物體的動能與質量和速度的關系。⑸研究物體的重力勢能與質量和高度的關系。⑹研究電流與電阻、電壓之間的關系即歐姆定律。⑺研究導體電阻大小跟導體的材料、長度、橫截面積的關系。⑻研究電流產生的熱量與電流、電阻和通電時間的關系。

例題：如圖所示是“探究滑動摩擦力大小與什么因素有關”的實驗。

（1）實驗過程中，必須用彈簧測力計沿水平方向拉著物塊A做_____運動，這樣做便于測量滑動摩擦力的大小.

（2）分析圖甲、乙可知，在接觸面粗糙程度相同時，_____越大，滑動摩擦力越大.

（3）分析圖甲和丙，發現彈簧測力計的示數F1

上述實驗得到的結論是：滑動摩擦力的大小跟壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關.

答案：（1）勻速直線 （2）壓力 （3）接觸面越粗糙

二、等效（替代法）

在物理學中，在保證某種效果（特性和關系）相同的前提下，將實際的、復雜的物理問題和物理過程轉化為等效的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程來研究和處理的方法。

⑴在研究平面鏡成像實驗中，用兩根完全相同的蠟燭，其中一根等效另一根的像。⑵在研究合力時，一個力與兩個力使彈簧發生的形變是等效的，一個力就替代了兩個力。⑶在電路中，若干個電阻，可以等效為一個合適的電阻，反之亦可，如串聯電路的總電阻、并聯電路的總電阻都利用了等效的思想。

例題：如圖所示電路用的是等效替代法測量未知電阻。其中Rx是待測電阻（阻值大約幾百歐），R是滑動變阻器，R0 是電阻箱（電阻箱的最大電阻值大于Rx）。

（1）請根據實驗電路圖把下列主要實驗步驟中的空白填齊。

①按電路圖連好電路，并將電阻箱R0的阻值調至最大。

②閉合開關S1

③閉合開關_______，調節滑片P，使電流表指針指在適當的位置，記下此時電流表的示數I。

④先斷開開關_______，再閉合開關_______，保持___________的電阻不變，調節_______，使電流表的示數仍為I。

答案：（1）S3；（2）S3，S2，滑動變阻器，電阻箱。轉換法 在物理學習中，有時需要研究看不見的物質（如電流、分子、力、磁場），這時就必須將研究的方向轉移到由該物質產生的各種可見的效應、效果上，由此來分析、研究該物質的存在、大小等情況，這種研究方法稱為轉換法。 ⑴通過觀察木塊被運動物體撞后移動距離的大小，可比較運動物體動能的大小。⑵分子運動看不見、摸不著，不好研究，便可通過研究擴散現象認識它。⑶電流看不見、摸不著，判斷電路中是否有電流時，我們可通過電路中的燈泡是否發光去確定，即根據電流產生的效應來判斷。

三、類比法

為了把要表述的物理問題說得清楚明白，往往用具體的、有形的、人們民熟知的事物來類比要說明的那些抽象的、無形的、陌生的事物。通過類比，使人們對所要提示的事物有一個直接的、具體的、形象的認識，找出類似的規律。【注意】類比的兩個或兩類對象要有共有的相同或相似處。（1）固體、液體、氣體的分子結構用學生在校的情況類比。（2）研究做功快慢時與運動快慢進行類比。（3）在進行《內能》的教學時，一邊回顧《機械能》的知識，一邊把內能相關知識與機械能進行類比以達到教學目的。（4）在研究電流、電壓時，將水壓使水管中形成水流，類似地，電壓使電路中形成電流等。

參考文獻：

[1]張長斌.中學物理.黑龍江：哈爾濱師范大學出版社.2007

[2]教育部.全日制義務教育物理課程標準（實驗）.北京：人民教育出版社.2001

[3]許國梁主編.中學物理教學法第二版.北京：高等教育出版社.1994.