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初中物理十五種研究方法及其意義

初中物理的主要研究方法有:等價法(替代法)、理想建模法、控制變量法、實驗推理法、轉化法、類比法等。現在解釋並列出以下示例:

(1)等值(替代法)

在物理學中,將壹個或多個物理量、壹個物理裝置、壹個物理狀態或壹個過程進行替換以得到相同結論的方法稱為等價(替代)法,這種方法可以將所要研究的問題簡單化、形象化。

(1)在壹個電路中,幾個電阻可以等效為壹個合適的電阻,反之亦然。比如串聯電路的總電阻和並聯電路的總電阻都是用等效的思想。

⑵《曹沖稱象》中用石頭代替大象也有同樣的效果。

⑶在研究平面鏡成像的實驗中,使用兩根相同的蠟燭,其中壹根等效於另壹根的像。

(二)建立理想模型的方法

把復雜問題簡單化,拋棄次要條件,抓住主要因素,把實際問題理想化,建立理想化的物理模型,是壹種重要的物理思想。在建立理想化模型的基礎上,有時為了更形象地描述所要研究的物理現象和問題,需要引入壹些虛擬的內容來形象直觀地表達物理場景。

(1)勻速直線運動是理想模型。現實生活中不可能找到嚴格的勻速直線運動,但有很多類似勻速直線運動的運動情況,這就大大簡化了問題,得到的結果在允許的誤差範圍內是極其精確和符合實際的。

⑵杠桿也是壹個理想的模型。杠桿在實際使用時,由於力的作用會引起或大或小的變形,可以忽略不計。因此,我們將杠桿視為無形。

(3)在汛期,河流中的水有時會通過壩下的底層從壩外的地下冒出,形成“管湧”,其物理模型是壹個接頭。

(4)光、磁感應線都是假設的,但直觀形象地表達了物理情況和事實,解題方便。用磁感應線研究磁場的分布,用光研究光的傳播路徑和方向。

(3)控制變量法

在研究物理問題時,壹個物理量往往會受到幾種不同物理的影響。為了確定不同物理量之間的關系,需要控制壹些量使其固定,改變某個量,看到所學物理量與該物理量之間的關系。註意,這種方法在很多探索性實驗中經常使用。

⑴研究滑動摩擦與壓力和接觸面的關系。

⑵研究壓力(壓強)效應與壓強和受壓面積的關系。

⑶研究液體壓力與液體密度和深度的關系。

⑷研究物體的動能與其質量和速度的關系。

5]研究物體的勢能與其質量和高度的關系。

【6】研究弦樂器的單調性與琴弦的松緊、長短、粗細的關系。

(7)研究電流、電阻和電壓的關系是歐姆定律。

⑻研究導體電阻與導體材料、長度和截面積的關系。

(9)研究電流產生的熱量與電流、電阻、通電時間的關系。

⑽研究電磁鐵的磁性與線圈匝數和電流的關系。

⑾研究蒸發速度與液體溫度、液體表面積和液體上方的空氣流速有關。

(四)實驗推理方法

實驗推理方法是物理學研究中壹種重要的思維方法,它以大量可靠的事實為基礎,以真實的實驗為原型,通過合理的推理得出結論,深刻揭示物理規律的本質。

(1)學習牛頓第壹定律。

⑵研究聲音能否在真空中傳播。

(5)轉換方法

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)。這時候就要把研究方向轉移到這種物質產生的各種可見的效果和作用上來,從而分析研究這種物質的存在和大小。這種研究方法叫做轉化法。

(1)電流是看不見、摸不著的。在判斷電路中是否有電流時,我們可以根據電流的作用來判斷電路中的燈泡是否發光。

⑵分子運動是看不見、摸不著、難以研究的,我們可以通過研究擴散現象來認識它。

(3)磁場的運動是看不見摸不著的。判斷磁場是否存在時,放壹個小磁針進去,看它是否旋轉。

(4)判斷電磁鐵強弱時,由電磁鐵吸引的針數決定。

(6)類比法

為了把物理問題解釋清楚,常常用具體的、有形的、熟知的東西來比喻要解釋的抽象的、無形的、不熟悉的東西。通過類比,人們可以對自己想要提示的東西有壹個直接、具體、生動的認識,找出相似的規律。註意兩個或兩個類比對象的相似性或相似性。

(1)固體、液體、氣體的分子結構與在校學生的分子結構進行比較。

⑵研究做功速度時,與運動速度等類比。

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