專題十五：物理研究方法

【復(fù)習(xí)目標(biāo)】

    1．熟悉常用的研究方法在物理教學(xué)中的具體應(yīng)用；

2．利用各種方法解決實(shí)際問題。

【分類解析】

題型一：  控制變量法：就是把一個多因素影響某一物理量的問題，通過控制某幾個因素不變，只讓其中一個因素改變，從而轉(zhuǎn)化為多個單一因素影響某一物理量的問題的研究方法。這種方法在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格上的反映為：某兩次試驗(yàn)只有一個條件不相同，若兩次試驗(yàn)結(jié)果不同，則與該條件有關(guān)，否則無關(guān)。反過來，若要研究的問題是物理量與某一因素是否有關(guān)，則應(yīng)只使該因素不同，而其他因素均應(yīng)相同。控制變量法是中學(xué)物理中最常用的方法。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)；動能、重力勢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。

例1：小蘭在觀察提琴、吉他、二胡等弦樂器的弦振動時，猜測：即使在弦張緊程度相同的條件下，發(fā)聲的音調(diào)高低還可能與弦的粗細(xì)、長短、及弦的材料有關(guān)。于是她想通過實(shí)驗(yàn)來探究一下自己的猜想是否正確。下表是她在實(shí)驗(yàn)室控制的琴弦條件。

如果小蘭想探究弦發(fā)聲的音調(diào)與弦的材料的關(guān)系，你認(rèn)為她應(yīng)該選用表中編號為       的琴弦（只填寫字母代號）

探究過程通常采用下列一些步驟：①實(shí)驗(yàn)研究；②分析歸納；③提出問題（或猜想）；④得出結(jié)論等。你認(rèn)為小蘭要完成本探究的全過程，所采取步驟的合理順序應(yīng)該是：         （只填寫數(shù)字代號）。在上述探究過程中，總要控制某些因素，使它們保持不變，進(jìn)而尋找出另外一些因素的關(guān)系，這種研究方法叫做“控制變量法”。請你再寫出一個初中物理中用到這種方法的實(shí)驗(yàn)名稱：          。

解析：想探究弦發(fā)聲的音調(diào)與弦的材料的關(guān)系，應(yīng)控制弦的粗細(xì)、長短相同，只讓弦的材料不同，據(jù)此找到弦D和E；第2問考查探究問題的方法，答案為③①②④；第3問把學(xué)生的思路引向了整個初中物理學(xué)習(xí)的內(nèi)容，同學(xué)們可以從力、聲、熱、光、電、磁、能等方面回答。如：研究影響力的作用效果的因素；研究滑動摩檫力與哪些因素有關(guān)；研究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)；研究琴弦發(fā)聲的音調(diào)與弦粗細(xì)、松緊、長短的關(guān)系；研究影響液體蒸發(fā)快慢的因素；研究物體吸熱與物質(zhì)種類、質(zhì)量、溫度的關(guān)系；研究影響電阻大小的因素；研究電流與電壓、電阻的關(guān)系；研究電功或電熱與哪些因素有關(guān)；研究通電導(dǎo)體在磁場中的受力與哪些因素有關(guān)；研究影響感應(yīng)電流的方向因素；研究動能（或重力勢能）與哪些因素有關(guān)。等等。

〖練習(xí)：〗

1．下列說法中，能反映物體放出熱量多少跟物體降低的溫度有關(guān)的是       (       )

A．相同質(zhì)量的同種物質(zhì)，降低不同的溫度，放出的熱量不同

B．相同質(zhì)量的不同物質(zhì)，降低相同的溫度，放出的熱量一般不同

C．不同質(zhì)量的同種物質(zhì)，降低相同的溫度，放出的熱量不同

D．不同質(zhì)量的同種物質(zhì)，降低不同的溫度，放出的熱量一般不同

2．圖是小明和小華同學(xué)探究沙子與水吸熱升溫快慢的實(shí)驗(yàn)裝置．設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案時，他們確定以下需控制的變量，其中多余的是(   )

A．取相同質(zhì)量的沙子和水

B．盛放沙子和水的容器相同

C．采用完全相同的加熱方式

D．酒精燈里所加的酒精量相同

3．下列事實(shí)中最能說明導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體的材料有關(guān)的是  (   )

A．長度相同的鎳鉻合金絲，粗的比細(xì)的電阻小

B．橫截面積相同的銅絲，短的比長的電阻小

C．長度和橫截面積都相同的銅絲和鐵絲，銅絲的電阻比鐵絲小

D．長度相同的銅絲和鐵絲，銅絲的電阻可能比鐵絲大

4．某同學(xué)做"研究影響蒸發(fā)快慢的因素"實(shí)驗(yàn)，如下圖所示，他在兩塊相同的玻璃片上分別滴上一滴水，觀察圖中情景可知該同學(xué)主要研究蒸發(fā)快慢是否與     (   )

A．水的溫度有關(guān)

B．水的表面積有關(guān)

C．水上方空氣的流速有關(guān)

D．上述三個因素都有關(guān)。

5“等效法”、“類比法”、“控制變量法”、“歸納法”等都是在物理、化學(xué)問題探究中常用的科學(xué)方法，下列探究實(shí)例中，運(yùn)用了控制變量法的是                   

A．研究電流的大小時，根據(jù)電流產(chǎn)生的效應(yīng)大小來判斷電流的大小

B．在相同溫度下，比較兩種固體物質(zhì)的溶解度大小

C．在探究水的組成時，用帶火星的木條檢驗(yàn)與電源正極相連的電極上產(chǎn)生的氣體

D．研究多個電阻組成的電路時，求出電路的總電阻，用總電阻產(chǎn)生的效果來代替所有電阻產(chǎn)生的總效果

題型二：  等效替代效法：等效法是常用的科學(xué)思維方法。等效是指不同的物理現(xiàn)象、模型、過程等在物理意義、作用效果或物理規(guī)律方面是相同的。它們之間可以相互替代，而保證結(jié)論不變。等效的方法是指面對一個較為復(fù)雜的問題，提出一個簡單的方案或設(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。例如我們學(xué)過的等效電路、等效電阻、分力與合力等效以及平面鏡成像的實(shí)驗(yàn)利用兩個完全相同的蠟燭，驗(yàn)證物與像的大小相同等等。

例2：如右圖所示，兩個小孩能提起一桶水，一個大人同樣能提起這桶水。這現(xiàn)象表明　　                                      

解析：兩個小孩將兩個力同時作用在水桶上可以將水桶提起，而大人的一個力作用在水桶上也可以將水桶提起。由此看來小孩的兩個力和大人一個力的作用效果是相同的。

〖練習(xí)：〗

1．在下列各物理量的研究中使用相同物理方法的是（        ）

（1）研究壓力的作用效果與壓力大小、受力面積大小的關(guān)系；

（2）5歐與10歐的電阻串聯(lián)在電路中與一個15歐的電阻在同一電路中的效果相同；

（3）使用電流表測量電流時要選擇合適的量程；

（4）“曹沖稱象”所采用的物理方法。

A． (1 )與 (2 )      B．(2 ) 與 (3 )     C． (1 )與 (4 )       D． (2 ) 與  (4 )

2．根據(jù)作用效果相同的原理，作用在同一物體上的兩個力，我們可以用一個合力來代替它。這種“等效方法”是物理學(xué)中常用的方法之一，它使我們研究問題得到簡化。以下幾種情況中，屬于這種“等效方法”的是：           (    )

A．在研究磁現(xiàn)象時，用磁感線來描述看不見、摸不著的磁場；

B．在研究電現(xiàn)象時，用電流產(chǎn)生的效應(yīng)來描述看不見、摸不著的電流；

C．兩個電阻并聯(lián)時，可用并聯(lián)的總電阻來代替兩個電阻；

D．在研究電流變化規(guī)律時，用水壓和水流來類比電壓和電流。

題型三：  推理法：是在觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，忽略次要因素，進(jìn)行合理的推想，得出結(jié)論，達(dá)到認(rèn)識事物本質(zhì)的目的。當(dāng)你在對觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行解釋的時候就是在進(jìn)行推理，或說是在做出推論，例如當(dāng)你家的狗在叫的時，你可能會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）與以往的知識經(jīng)驗(yàn)，即有陌生人來時狗會叫結(jié)合起來。這樣才能得出符合邏輯的答案。

例3：人們常用推理的方法研究物理問題。在研究物體運(yùn)動狀態(tài)與力的關(guān)系時，伽利略通過如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)和對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的推理得到如下結(jié)論：運(yùn)動著的物體，如果不受外力作用，它的速度將保持不變，并且一直運(yùn)動下去。

推理的方法同樣用在“研究聲音的傳播”實(shí)驗(yàn)中。在如圖乙的試驗(yàn)中，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備總是很難將玻璃罩內(nèi)抽成真空狀態(tài)，在這種情況下，你是怎樣通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推理得出“聲音不能在真空中傳播”這一結(jié)論的？

解析：在“研究聲音的傳播”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是隨著罩內(nèi)空氣的不斷抽出，聽到鈴聲越來越弱。但最后還是能聽到聲音，主要原因有：實(shí)驗(yàn)設(shè)備總是很難將玻璃罩內(nèi)抽成真空狀態(tài)，以及周圍的固體還能傳聲。這時推理就顯得很重要了，它能夠突破實(shí)驗(yàn)條件的限制，抓住主要因素，忽略次要因素，得出結(jié)論。題目的示例，既給出了學(xué)生套用的格式，又降低了考題的難度。本實(shí)驗(yàn)可以推理：如果罩內(nèi)被抽成真空，將不能聽到鈴聲，由此可以推出“聲音不能在真空中傳播”的結(jié)論。

〖練習(xí)：〗

    1．關(guān)于牛頓第一定律，觀點(diǎn)正確的是：    (    )

A．驗(yàn)證牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)可以做出來，所以牛頓第一定律是正確的

B．驗(yàn)證牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)做不出來，所以牛頓第一定律不能肯定是正確的

C．驗(yàn)證牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)做不出來，但可以在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，用推理概括的方法而得出

D．以上說法都不對

2．牛頓曾研究過這樣一個問題：他發(fā)現(xiàn)人擲出去的石頭總會偏離擲出方向落回地面，于是牛頓提出了一個“大炮”的設(shè)想，圖12 是他畫的“大炮”草圖――在地球的一座高山上架起一只水平大炮，以不同的速度將炮彈平射出去，射出速度越大，炮彈落地點(diǎn)就離山腳越遠(yuǎn)。他推想：當(dāng)射出速度足夠大時，炮彈將會如何運(yùn)動呢？牛頓通過科學(xué)的推理得出了一個重要的結(jié)論。這就是著名的“牛頓大炮”的故事，故事中牛頓實(shí)際也用到了理想實(shí)驗(yàn)的研究方法。

（1）研究中牛頓基于的可靠事實(shí)是                                   

（2）根據(jù)以上資料和牛頓的“大炮”草圖，推測牛頓當(dāng)年的重要結(jié)論是                

                                         。如今，牛頓當(dāng)年的推測已變成了現(xiàn)實(shí)，人們應(yīng)用他的推論，利用現(xiàn)代科技制成了                  。

題型四：  類比與歸納：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（或兩類）對象之間在某些方面的相同或相似而推出它們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。物理教學(xué)中類比方法可以幫助學(xué)生理解較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)和較難的物理知識。

例4：水管中水流的形成是由于水管兩端存在______，而水泵的作用是不斷地將水從乙抽到甲，使水管中的水維持一定的______（如圖a）。電路中電流的形成是由于電路兩端存在著______，電源的作用就是維持正負(fù)極間有一定的______（如圖b）。

解析：水管中水流與導(dǎo)線中的電流，分別是水分子的定向移動和自由電子的定向移動形成的，因此他們的形成具有相似性。水流動需要一定的水位差，電子定向移動需要電位差，所以他們需要一定的裝置實(shí)現(xiàn)，這便是水泵和電源。如圖所示，各部分的功能。

〖練習(xí)：〗

1．某老師在引導(dǎo)學(xué)生理解固體、液體和氣體的微觀結(jié)構(gòu)時，帶領(lǐng)學(xué)生做游戲，用人群的狀態(tài)類比物體的狀態(tài)。下圖所示甲、乙、丙三種情景分別對應(yīng)的是(    )。

A．固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)    B．氣態(tài)、固態(tài)、液態(tài)

C．固態(tài)、氣態(tài)、液態(tài)    D．液態(tài)、氣態(tài)、固態(tài)

題型五：  圖象法：通過圖像來研究某些物理現(xiàn)象的規(guī)律或一些物理現(xiàn)象的區(qū)別。

例5：在某一溫度下，兩個電路元件A和B中的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖2所示。則由圖可知，元件A的電阻為      Ω；將A和B并聯(lián)后接在電壓為2.5V的電源兩端，則通過A和B的總電流是      A。

解析：此圖象反應(yīng)出了同學(xué)們數(shù)學(xué)上常見的正比例函數(shù)圖像，即電流與電壓成正比，符合歐姆定律的關(guān)系。而圖像則是由一個電壓值與一個電流值對應(yīng)點(diǎn)的連線。所以可以從其中任一點(diǎn)找到相對應(yīng)的電壓與電流值而求得電阻的大小。

〖練習(xí)：〗

1．誨波是晶體，石蠟是非晶體．小華同學(xué)通過查閱資料收集到海波和石蠟的熔化圖象如圖1所示，誨波的熔化圖象是________(填寫序  號)．分析田象A可獲得的信息有：  

①_____________________________

②_____________________________

分析圖象B可獲得的信息有：______________________

__________________(填一條即可)．

2．如圖所示，向右作直線運(yùn)動的小車，通過AB、BC、CD三段路程所用的時間都是0.4s，則小車做的是           運(yùn)動（選填“勻速”、“加速”或“減速”）；它從A點(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn)的平均速度是          m/s；在此過程中小車的牽引力       阻力（填“大于”、“等于”或“小于”）。

題型六：  模型法（模擬法）：實(shí)際中的事物都是錯綜復(fù)雜的，在用物理的規(guī)律對實(shí)際中的事物進(jìn)行研究時，常需要對它們進(jìn)行必要的簡化，忽略次要因素，以突出主要矛盾。用這種理想化的方法將實(shí)際中的事物進(jìn)行簡化，便可得到一系列的物理模型。采用模型方法對學(xué)習(xí)和研究起到了簡化和純化的作用。但簡化后的模型一定要表現(xiàn)出原型所反映出的特點(diǎn)、知識。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)課本中很多知識都應(yīng)用了這個方法，比如有：液柱、 光線、液片、光沿直線傳播、勻速直線運(yùn)動、 磁感線。

例6：在物理學(xué)中，可以用一條帶箭頭的直線來表示光的傳播路徑和方向，這條想象的線叫做光線。在下列幾個物理量的研究實(shí)例中，與引人“光線”這一物理概念的方法相類似的是             (選填序號)。                                                  

①在研究串聯(lián)、并聯(lián)電路時，引人“總電阻”的概念；

②在研究磁體的磁場時，引入“磁感線”的概念；

③在研究物體受幾個力作用的情況時，引入“合力”的概念。

④在研究壓力作用效果時，分別研究與壓力大小、受力面積大小的關(guān)系

解析：“光線”實(shí)際并存在，它只是為了形象地描述光的傳播，而引入的一種假象的曲線，是人為建立的一種模型，因此應(yīng)為“模型法”。①中將總電阻與分電阻的效果等效故為“等效替代法”；②中“磁感線”為形象描述磁場的分布而引入的一種并不存在的假想的曲線，因此是“模型法”；③合力與幾個力的同時作用的效果相同，“等效替代法”；④探究壓力作用效果與其中一個因素的關(guān)系時，另一個因素必須保持不變，故為“控制變量法”。

〖練習(xí)：〗

1。我們的家鄉(xiāng)──蕪湖，一直以來就是長江下游重要的商貿(mào)港口城市。蕪湖長江大橋，這座目前我國科技含量最高的特大型公、鐵兩用斜拉索橋梁的建成，使得蕪湖這座古老的城市又煥發(fā)出強(qiáng)烈的時代氣息。大橋的建設(shè)，用到了很多物理學(xué)的知識和研究方法。

（1）在鐵路橋引橋靠近居民住宅區(qū)一側(cè)，建有高3米左右的板墻（如圖所示），其作用是____________________。

（2）汽車過橋時，每隔一段距離會有明顯顛簸，這是大橋橋面上的縫隙所致。這些縫隙是（�。�

A．一種交通標(biāo)志，用于確認(rèn)距離，避免發(fā)生追尾事故

B．來往車輛過多，造成路面損毀

C．避免司機(jī)開車由于過分平穩(wěn)而瞌睡

D．伸縮縫，用于允許路面的膨脹和收縮

（3）將大橋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化，取其部分可抽象成如圖丁所示的模型。

①可以看出它用到了的相關(guān)知識。其中O是__________，代表橋重和過往車輛等產(chǎn)生的對橋的作用力。

②為了減小鋼索承受的拉力，在需要與可能的前提下，可以適當(dāng)增加塔橋的高度。請分析原因。

③假如讓你來設(shè)計新的斜拉索式大橋，你還能提出什么方法可以減輕鋼索承受拉力？（說出一種方法即可）

④你知道嗎？在上述的研究中，我們用到了物理學(xué)中很重要的一種研究方法：建立模型。建立模型可以幫助人們透過現(xiàn)象，忽略次要因素，從本質(zhì)認(rèn)識和處理問題；建立模型還可以幫助人們顯示復(fù)雜事物及過程，幫助人們研究不易甚至無法直接觀察的現(xiàn)象。想想看，在初中物理學(xué)習(xí)中，你在研究哪些問題時也用到了這種研究方法？請舉一例具體說明。（本題實(shí)例除外）

2．19世紀(jì)末湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子后，科學(xué)家們提出了多種原子結(jié)構(gòu)的模型。原子結(jié)構(gòu)與下列事物結(jié)構(gòu)最接近的是                                             （     ）

題型七：  轉(zhuǎn)化法：有些物理現(xiàn)象不易觀察，要研究它們的運(yùn)動等規(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)識它們，這種方法叫轉(zhuǎn)換法。如：分子看不見、摸不著，不好研究，可以研究墨水的擴(kuò)散現(xiàn)象去認(rèn)識分子的運(yùn)動；用燈泡是否發(fā)光或用小磁針在電路旁是否偏轉(zhuǎn)檢查電路中是否有電流�？諝饪床灰�、摸不到，我們可以根據(jù)空氣流動（風(fēng)）所產(chǎn)生的作用來認(rèn)識它；磁場看不見、摸不到，我們可以根據(jù)它產(chǎn)生的作用來認(rèn)識它。再如，有一些物理量不容易測得，我們可以根據(jù)定義式轉(zhuǎn)換成直接測得的物理量。在由其定義式計算出其值，如電功率（我們無法直接測出電功率只能通過P＝UI利用電流表、電壓表測出U、I計算得出P）、電阻、密度等。

    例7：力是看不見的，但是我們可以通過力的作用效果去認(rèn)識它，這是在科學(xué)研究中常用的方法，下面四個研究實(shí)例中，同樣采用這種研究方法的是（ 　）

A．研究電流與電壓、電阻的關(guān)系時，先使電阻不變?nèi)パ芯侩娏髋c電壓的關(guān)系，再讓電壓不變?nèi)パ芯侩娏髋c電阻的關(guān)系。

B．溫度的高低是看不見的，我們可以通過液體體積的變化去認(rèn)識它。

C．研究牛頓第一定律時，在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上經(jīng)過推理，得出運(yùn)動物體不受力將做勻速直線運(yùn)動。

D．在學(xué)習(xí)蒸發(fā)與沸騰時，通過比較得出蒸發(fā)與沸騰的異同點(diǎn)。

解析：通過力的作用效果去認(rèn)識它，即為轉(zhuǎn)化法。A為控制變量法；B為溫度變化作用于物體后發(fā)生便于我們觀察的現(xiàn)象，故為轉(zhuǎn)化法；C為推理法；D為比較法。

〖練習(xí)：〗

1．磁場是一種看不見的特殊物質(zhì)，我們可以通過磁場對小磁針作用的效果來認(rèn)識它．這是科學(xué)研究的一種常用方法．下列研究實(shí)例中不是采用這種研究方法的是(     )

A．比較溫度的高低，我們可以通過液體受熱后體積的變化來認(rèn)識它

B．學(xué)習(xí)電壓，我們可以通過對比水壓來認(rèn)識它

C．了解電磁鐵磁性的強(qiáng)弱，我們可以通過觀察它吸引大頭針的多少來認(rèn)識

D．電路是否有電流，我們可以通過觀察電路中電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)來認(rèn)識

題型八：放大法：把測量量按一定的規(guī)律放大后再進(jìn)行測量的方法，稱為放大法。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。比如音叉的振動很不容易觀察，所以我們利用小泡沫球?qū)⑵洮F(xiàn)象放大。觀察壓力對玻璃瓶的作用效果時我們將玻璃瓶密閉，裝水，插上一個小玻璃管，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。在測量微小量的時候，我們常常將微小的量積累成一個比較大的量、比如在測量一張紙的厚度的時候，我們先測量100張紙的厚度在將結(jié)果除以100，這樣使測量的結(jié)果更接近真實(shí)的值就是采取的累積放大法。要測量出一張郵票的質(zhì)量、測量出心跳一下的時間，測量出導(dǎo)線的直徑，均可用積累法來完成。

例8：用刻度尺測一張紙的厚度。

分析：任何測量工具都具有一定的精確程度。我們用的毫米刻度尺只能精確到毫米，而一張紙的厚度是微米數(shù)量級的。這時我們必須采取累積的辦法，把若干微小量累積在一起，使它成為一個較大的量，再去進(jìn)行測量，取算術(shù)平均值作為每一個微量的值。

〖練習(xí)：〗

1．如何測細(xì)銅絲的直徑？

2．下列三項實(shí)驗(yàn)：

（1）用刻度尺測量細(xì)銅絲直徑：把細(xì)銅絲在鉛筆上緊密排繞N圈（N數(shù)根據(jù)情況確定），然后用刻度尺量出線圈的總長度再除以N；

    （2）測一個大頭針的質(zhì)量；先測出N個大頭針的總質(zhì)量，再除以N；

    （3）研究影響摩擦力大小的因素：先保持壓力相同，研究摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系；再保持接觸面的粗糙程度相同，研究摩擦力與壓力大小的關(guān)系。

上述三項實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)的思想方法相同的是         ，它們遇到問題的共同特點(diǎn)是                ，解決方法的共同特點(diǎn)是             。

題型九：比較法：是通過觀察，分析，找出研究對象的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，它是認(rèn)識事物的一種基本方法。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，對不同或有聯(lián)系的兩個對象進(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),比較汽油機(jī)和柴油機(jī)的異同點(diǎn) ，電動機(jī)和熱機(jī)  ,電壓表和電流表的使用利用比較法不僅加深了對它們的理解和區(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。同時也是貫穿于整個物理學(xué)習(xí)中的方法，即往往與其它方法結(jié)合使用。

例9：發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的區(qū)別很多，比如它們的原理不同，請你再舉出一條，填入后面的空格內(nèi)：______

_______________________。

解析：回憶學(xué)過的有關(guān)發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的內(nèi)容，并進(jìn)行比較，會得到它們的結(jié)構(gòu)不同；用途不同；能量轉(zhuǎn)換不同。

〖練習(xí)：〗

1．下面是同學(xué)們在物理學(xué)習(xí)中的幾個研究實(shí)例：

      1、在學(xué)習(xí)汽化現(xiàn)象時，研究蒸發(fā)與沸騰的異同點(diǎn)

      2、根據(jù)熔化過程的不同，將固體分為晶體和非晶體兩類

      3、比較電流表與電壓表在使用過程中的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)

      4、在研究磁場時，引入磁感線對磁場進(jìn)行描述

      上述幾個實(shí)例中，采用“比較法”為主要科學(xué)研究方法的是

      A、13   B、34   C、23   D、24

2．為了探究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)，小明同學(xué)在老師的指導(dǎo)下做了一系列實(shí)驗(yàn)。以下是部分實(shí)驗(yàn)步驟（實(shí)驗(yàn)過程中保持長木板水平且固定）。

第一次：把木塊水平放在長木板上，用彈簧測力計水平拖拉木塊，使木塊做勻速直線運(yùn)動（如圖甲），讀出彈簧測力計的示數(shù)，并記入下表中：

            圖甲                    圖乙                     圖丙

第二次：把木塊側(cè)放在長木板上，用同樣的方法拉木塊（如圖乙），記下相應(yīng)的示數(shù)；

    第三次：把兩塊相同的木塊疊放在一起平放在長木板上，再用同樣的方法拉木塊（如圖丙），記下相應(yīng)的示數(shù)。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

木塊對木板的壓力/N

彈簧測力計的示數(shù)/N

滑動摩擦力/N

1

20

4.0

2

20

4.0

3

8.0

（1）請你幫助小明填全表格內(nèi)的數(shù)據(jù)；

（2）比較第_________兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)滑動摩擦力的大小與接觸面積無關(guān)；

（3）比較第1、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以初步得出的結(jié)論是：________________________。

【達(dá)標(biāo)檢測】

1．在初中物理實(shí)驗(yàn)探究中，我們運(yùn)用過多種科學(xué)研究方法。下列四個探究實(shí)驗(yàn)中，所運(yùn)用的研究方法相同的兩項是                                                   （    ）

A．探究摩擦力的大小與什么因素有關(guān)

B．探究平面鏡的成像特點(diǎn)

C．探究電阻上的電流跟電壓的關(guān)系

D．探究杠桿的平衡條件

2．研究物理的科學(xué)方法很多，比如：“控制變量法”、“等效替代法”、“模型法”、“類比法”。在研究“比較物體運(yùn)動快慢”的方法中，一是在相同的時間內(nèi)比通過的距離，二是通過相同的路程比所用的時間，這是一種常用的物理方法。請判斷以下五個實(shí)驗(yàn)中，采用這種方法的是（    ）  

A．研究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)

B．研究不同液體的壓強(qiáng)跟液體密度的關(guān)系

C．研究杠桿的平衡條件

D．研究物體的動能大小跟哪些因素有關(guān)系

3．“控制變量法”是物理實(shí)驗(yàn)和分析物理現(xiàn)象時常用的方法之一。在下列分析和研究電學(xué)問題的實(shí)例中運(yùn)用了該方法的是（   ）

A．分析電流形成原因時，將電流與水流相比較，從分析水流入手來分析電流的形成

B．分析電流的大小時，根據(jù)電流產(chǎn)生的效應(yīng)大小來判斷電流的大小

C．研究電流與電壓的關(guān)系時，保持電阻大小不變，改變電阻兩端的電壓值，觀察電流如何隨電壓的變化而變化

D．分析多個電阻組成的電路時，求出電路的總電阻，用總電阻產(chǎn)生的效果來代替所有電阻的總效果

4．物理研究中常常用到“控制變量法”、“等效替代法”、“理想化模型”、“類比法”等科學(xué)方法．在下列研究實(shí)例中，運(yùn)用了“控制變量法”的是(    )

A．研究電流時，從分析水流的形成來分析電流的形成

B．研究磁場時，用磁感應(yīng)線描述空間磁場的分布情況

C．研究滑動摩擦力與壓力大小關(guān)系時，保持接觸面的粗糙程度不變

D．研究杠桿的平衡條件時，將撬棒抽象為繞某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒

5．用如圖17一甲所示的電路可以測量一個未知電阻的阻值，其中Rx為待測電阻，R為電阻箱  (符號為≠)，s為單刀雙擲開關(guān)，R。為定值電阻．某同學(xué)用該電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，主要步驟有：

A．把開關(guān)S接b點(diǎn)，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)為I,

B．讀出電阻箱的示數(shù)R

C．把開關(guān)S接a點(diǎn)，讀出電流表的示數(shù)為I

D．根據(jù)電路圖，連接實(shí)物，將電阻箱的阻值調(diào)至最大

(1)上述步驟的合理順序是___________________ (只需填寫序號)．

(2)步驟A中電阻箱調(diào)節(jié)好后示數(shù)如圖17-乙所示，則它的示數(shù)為________ Ω．若已知R。的阻值為1OΩ，則待測電阻的阻值為    Ω．

(3)本實(shí)驗(yàn)所采用的物理思想方法可稱為_______________(選填“控制變量法”或“等效替代法”)．

6．甲、乙兩個實(shí)心球，甲的體積大于乙的體積。有關(guān)甲、乙兩球的質(zhì)量和密度關(guān)系，可能存在的情況有：(寫出三種)　　　　　　　　　　　　　　　                     

7．將一個滑動變阻器接在電源上，消耗的功率為P。要使其消耗的功率變?yōu)樵瓉淼囊话�，可以采取的措施�?span >    (    )

A．電源電壓不變，阻值變?yōu)樵瓉淼亩��?/p>

B．電源電壓不變，阻值變?yōu)樵瓉淼囊话?/p>

C．電源電壓和阻值均變?yōu)樵瓉淼囊话?/p>

D．電源電壓變?yōu)樵瓉淼囊话�，阻值變�(yōu)樵瓉淼亩��?/p>

8．如圖7所示，閉合開關(guān)S時，燈泡L₁、L₂都不亮。用一段導(dǎo)線的兩端接觸a、b兩點(diǎn)時，兩燈都不亮；接觸b、c兩點(diǎn)時，兩燈都不亮；接觸C、d兩點(diǎn)時，兩燈都亮。則   (    )

A．燈L₁斷路   

B．燈L₂斷路  

C．燈L₂短路   

D．開關(guān)S斷路

9．某同學(xué)利用如下圖所示裝置研究磁與電的關(guān)系，請仔細(xì)觀察圖中的裝置、操作和現(xiàn)象，然后歸納得出初步結(jié)論。

比較(a)、(b)兩圖可知：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   　；

比較(b)、(c)兩圖可如：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   　　。

參賽者

甲

乙

丙

成績(秒)

14.2

13.7

13.9

10．體育課上，甲、乙、丙三位同學(xué)進(jìn)行百米賽跑，甲、乙、丙三位同學(xué)百米賽跑的成績米賽跑，他們的成績?nèi)缬冶硭�示，則獲得第一名的是       同學(xué)，這里比較人賽跑快慢采用的最簡便方法是　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

11．幾種物質(zhì)的熔點(diǎn)如下表所示

水銀（固）

銅

酒精（固）

鎢

鋁

鋼

純鐵

－39℃

1083℃

－117℃

3410℃

660℃

1350℃

1356℃

由表中的數(shù)值可以得出的正確結(jié)論是                （        ）

A．純鐵掉入鋼水中一定能夠熔解

B．水銀溫度計在氣溫為40℃的地方不能再使用

C．電燈泡內(nèi)的燈絲宜用鎢絲制作，因?yàn)樗�的熔點(diǎn)較高

D．用銅鍋冶煉鋼是可以的

12．在初中物理學(xué)習(xí)中涉及了許多科學(xué)研究方法，如等效替代、控制變量等，在下列物理研究實(shí)例中，用方法相同的是 ：        。所用方法相同的是 ：         。（選填序號）。

      a．研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)；

      b．在研究磁場時，引入“磁感線”的概念；

      c．在研究串、并聯(lián)電路時，引入“總電阻”的概念；

      d．研究光的傳播時，引入“光線”的概念；

      e．在研究物體受幾個力作用的情況時，引入“合力”的概念；

      f．用擴(kuò)散現(xiàn)象證明分子的無規(guī)則運(yùn)動；

      g．研究滑動摩擦力與哪些因素有關(guān)；

      h．通過小磁針指向偏轉(zhuǎn)，判定磁場的存在；

      i．研究力的作用效果與力的哪些因素有關(guān)。

     13．如圖6所示，當(dāng)彈簧測力計吊著圓柱體，從底部接觸水面開始緩慢沒入

水中，直到底部到達(dá)A處的過程中，下面能表示圓柱體所受浮力F_浮與

浸入水中深度h關(guān)系的圖象是

14．在物理實(shí)驗(yàn)中，我們利用轉(zhuǎn)換法測得的物理量有（  ）

      A、質(zhì)量   B、功率   C、電阻   D、密度

    15．如圖13所示，人的手臂相當(dāng)于一個杠桿，它的支點(diǎn)在O點(diǎn)。請畫出圖中鉛球?qū)κ值淖饔昧�F的力臂L。

題型一：  控制變量法：

例1：D和E；③①②④；研究影響力的作用效果的因素（研究滑動摩檫力與哪些因素有關(guān)；研究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)；研究琴弦發(fā)聲的音調(diào)與弦粗細(xì)、松緊、長短的關(guān)系；研究影響液體蒸發(fā)快慢的因素；研究物體吸熱與物質(zhì)種類、質(zhì)量、溫度的關(guān)系；研究影響電阻大小的因素；研究電流與電壓、電阻的關(guān)系；研究電功或電熱與哪些因素有關(guān)；研究通電導(dǎo)體在磁場中的受力與哪些因素有關(guān)；研究影響感應(yīng)電流的方向因素；研究動能（或重力勢能）與哪些因素有關(guān)）

〖練習(xí)：〗1．A；2．D；3．C；4．A；5．B；

題型二：  等替代效法：

 例2：兩個小孩作用在水桶上的兩個力的作用效果與一個大人作用在水桶上的力的作用效果相同；

〖練習(xí)：〗1．D；2．C

題型三：  推理法：

例3：如果罩內(nèi)被抽成真空，將不能聽到鈴聲，由此可以推出“聲音不能在真空中傳播”的結(jié)論。

〖練習(xí)：〗1．C； 2．（1）人擲出去的石頭總會偏離擲出方向落回地面。（2）拋出物體的速度足夠大時，物體將離開地球，繞地球旋轉(zhuǎn)，做圓周運(yùn)動；人造衛(wèi)星。

題型四：  類比與歸納：

例4：水壓差，水壓差；電壓，電壓；

〖練習(xí)：〗

1．C；2．（2）

題型五：  圖象法：

例5：5，0.75

〖練習(xí)：〗

1．A；①晶體熔化時溫度保持不變；②海波的初溫度為20℃；  石蠟在熔化過程中溫度不斷上升

2．加速；25；大于。

3．請你將下面的概念圖補(bǔ)充完整。

題型六：  模型法（模擬法）：

例6： ②

〖練習(xí)：〗

1．①用以隔音，減少火車行駛時產(chǎn)生的噪音污染。②（D）。③ (1)杠桿、支點(diǎn)、F1；(2)增加橋塔的高度，可以增大拉力的力臂。根據(jù)杠桿的平衡條件，鋼索所承受的拉力也隨之減�。�(3)使用新型輕質(zhì)材料減小橋梁自重等。④研究肉眼觀察不到的原子結(jié)構(gòu)時，建立原子核式結(jié)構(gòu)模型。（電路圖是實(shí)物電路的模型。力的示意圖或力的圖示是實(shí)際物體和作用力的模型。實(shí)驗(yàn)室常用手搖交流發(fā)電機(jī)及掛圖來研究交流發(fā)電機(jī)的原理和工作過程。）

2．D

題型七： 轉(zhuǎn)化法：

例7：B

〖練習(xí)：〗

1．B

題型八：放大法：

例8：數(shù)200張紙，將邊緣弄齊并壓緊，然后用刻度尺測出總的厚度L，則每張紙的厚度為L/200。累積法是一種常用的測微小量的辦法，它不但適用于測微小長度，同樣適用于測微小質(zhì)量。

〖練習(xí)：〗

1．把細(xì)銅絲在鉛筆桿上緊密排繞n圈成螺線管，用刻度尺測出螺線管的長度L，則細(xì)銅絲直徑為L/n。

2．（1）（2）；被測量物體小，不容易測量；采取積累法把不容易測量的物理量積累成較大的值在進(jìn)行測量

題型九：比較法：

例9：它們的結(jié)構(gòu)不同；用途不同；能量轉(zhuǎn)換不同。

〖練習(xí)：〗

1． A、13

2． （1）

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

木塊對木板的壓力/N

彈簧測力計的示數(shù)/N

滑動摩擦力/N

1

4.0

2

4.0

3

40

8.0

（2）1、2

（3）接觸面粗糙程度一定時，壓力越大，摩擦力越大

【達(dá)標(biāo)檢測】

1．AC；2．ABD；3．C；4．C；5．(1)DCAB  (2)47   47(3)等效替代法6．有五種可能：①m_甲=m_乙

ρ_甲＜ρ_乙②m_甲＞m_乙 ρ_甲＜ρ_乙③m_甲＞m_乙 ρ_甲＝ρ_乙④m_甲＞m_乙 ρ_甲＞ρ_乙⑤m_甲＜m_乙 ρ_甲＜ρ_乙 ；7．AC；8．D；9．通電導(dǎo)體周圍存在磁場；通電導(dǎo)體磁場的方向與電流方向有關(guān)。10．乙；路程相等，時間越短，運(yùn)動越快；11．C；12．此為半開放習(xí)題：a、g、i控制變量；b、d物理模型；c、e等效替代；f、h轉(zhuǎn)換法；13．D；14．BCD

15．