控制变量法研究初中物理.ppt

初中物理问题的研究方法,横山三中 王晓东,方法一：控制变量法：,就是把一个多因素影响某一物理量的问题，通过控制某几个因素不变，只让其中一个因素改变，从而转化为多个单一因素影响某一物理量的问题的研究方法。这种方法在实验数据的表格上的反映为：某两次试验只有一个条件不相同，若两次试验结果不同，则与该条件有关，否则无关。反过来，若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关，则应只使该因素不同，而其他因素均应相同。控制变量法是中学物理中最常用的方法。,中学物理课本中:1、蒸发的快慢与哪些因素的有关；2、滑动摩擦力的大小与哪些因素有关；3、液体压强与哪些因素有关；4、研究浮力大小与哪些因素有关；5、压力的作用效果与哪些因素有关；6、滑轮组的机械效率与哪些因素有关；7、动能、重力势能大小与哪些因素有关；8、导体的电阻与哪些因素有关；9、研究电阻一定、电流与电压的关系；10、研究电压一定、电流和电阻的关系；11、研究电流做功的多少跟哪些因素有关系；12、电流的热效应与哪些因素有关；13、研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系,1下列说法中，能反映物体放出热量多少跟物体降低的温度有关的是()A相同质量的同种物质，降低不同的温度，放出的热量不同B相同质量的不同物质，降低相同的温度，放出的热量一般不同C不同质量的同种物质，降低相同的温度，放出的热量不同D不同质量的同种物质，降低不同的温度，放出的热量一般不同,1下列说法中，能反映物体放出热量多少跟物体降低的温度有关的是()A相同质量的同种物质，降低不同的温度，放出的热量不同B相同质量的不同物质，降低相同的温度，放出的热量一般不同C不同质量的同种物质，降低相同的温度，放出的热量不同D不同质量的同种物质，降低不同的温度，放出的热量一般不同,2图是小明和小华同学探究沙子与水吸热升温快慢的实验装置设计实验方案时，他们确定以下需控制的变量，其中多余的是()A取相同质量的沙子和水B盛放沙子和水的容器相同C采用完全相同的加热方式D酒精灯里所加的酒精量相 同,3下列事实中最能说明导体的电阻跟导体的材料有关的是()A长度相同的镍铬合金丝，粗的比细的电阻小B横截面积相同的铜丝，短的比长的电阻小C长度和横截面积都相同的铜丝和铁丝，铜丝的电阻比铁丝小D长度相同的铜丝和铁丝，铜丝的电阻可能比铁丝大,4某同学做研究影响蒸发快慢的因素实验，如下图所示，他在两块相同的玻璃片上分别滴上一滴水，观察图中情景可知该同学主要研究蒸发快慢是否与()A水的温度有关B水的表面积有关C水上方空气的流速有关D上述三个因素都有关。,5、“控制变量法是在物理、化学问题探究中常用的科学方法，下列探究实例中，运用了控制变量法的是()A研究电流的大小时，根据电流产生的效应大小来判断电流的大小 B在相同温度下，比较两种固体物质的溶解度大小C在探究水的组成时，用带火星的木条检验与电源正极相连的电极上产生的气体D研究多个电阻组成的电路时，求出电路的总电阻，用总电阻产生的效果来代替所有电阻产生的总效果,方法二：等效替代效法,等效法是常用的科学思维方法。等效是指不同的物理现象、模型、过程等在物理意义、作用效果或物理规律方面是相同的。它们之间可以相互替代，而保证结论不变。等效的方法是指面对一个较为复杂的问题，提出一个简单的方案或设想，而使它们的效果完全相同，从而将问题化难为易，求得解决。,例如我们学过的：1、等效电路、2、等效电阻、3、分力与合力等效4、平面镜成像的实验利用两个完全相同的 蜡烛，验证物与像的大小相同,1在下列各物理量的研究中使用相同物理方法的是（）（1）研究压力的作用效果与压力大小、受力面积大小的关系；（2）5欧与10欧的电阻串联在电路中与一个15欧的电阻在同一电路中的效果相同；（3）使用电流表测量电流时要选择合适的量程；（4）“曹冲称象”所采用的物理方法。A(1)与(2)B(2)与(3)C(1)与(4)D(2)与(4),2根据作用效果相同的原理，作用在同一物体上的两个力，我们可以用一个合力来代替它。这种“等效方法”是物理学中常用的方法之一，它使我们研究问题得到简化。以下几种情况中，属于这种“等效方法”的是：()A在研究磁现象时，用磁感线来描述看不见、摸不着的磁场；B在研究电现象时，用电流产生的效应来描述看不见、摸不着的电流；C两个电阻并联时，可用并联的总电阻来代替两个电阻；D在研究电流变化规律时，用水压和水流来类比电压和电流。,方法三：推理法,在观察实验的基础上，忽略次要因素，进行合理的推想，得出结论，达到认识事物本质的目的。当你在对观察到的现象进行解释的时候就是在进行推理，或说是在做出推论，例如当你家的狗在叫的时，你可能会推想有人在你家的门外，要做出这一推论，你就需要把现象（狗的叫声）与以往的知识经验，即有陌生人来时狗会叫结合起来。这样才能得出符合逻辑的答案。,1关于牛顿第一定律，观点正确的是：()A验证牛顿第一定律的实验可以做出来，所以牛顿第一定律是正确的B验证牛顿第一定律的实验做不出来，所以牛顿第一定律不能肯定是正确的C验证牛顿第一定律的实验做不出来，但可以在大量实验的基础上，用推理概括的方法而得出D以上说法都不对,2牛顿曾研究过这样一个问题：他发现人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面，于是牛顿提出了一个“大炮”的设想，图12 是他画的“大炮”草图在地球的一座高山上架起一只水平大炮，以不同的速度将炮弹平射出去，射出速度越大，炮弹落地点就离山脚越远。他推想：当射出速度足够大时，炮弹将会如何运动呢？牛顿通过科学的推理得出了一个重要的结论。这就是著名的“牛顿大炮”的故事，故事中牛顿实际也用到了理想实验的研究方法。,（1）研究中牛顿基于的可靠事实是（2）根据以上资料和牛顿的“大炮”草图，推测牛顿当年的重要结论是。如今，牛顿当年的推测已变成了现实，人们应用他的推论，利用现代科技制成了。,人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面,抛出物体的速度足够大时，物体将离开地球，绕地球旋转，做圆周运动,人造卫星,方法四：类比与归纳,所谓类比，实际上是一种从特殊到特殊或从一般到一般的推理。它是根据两个（或两类）对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。物理教学中类比方法可以帮助学生理解较复杂的实验和较难的物理知识。,1某老师在引导学生理解固体、液体和气体的微观结构时，带领学生做游戏，用人群的状态类比物体的状态。下图所示甲、乙、丙三种情景分别对应的是()。A固态、液态、气态 B气态、固态、液态C固态、气态、液态 D液态、气态、固态,方法五：图象法,通过图像来研究某些物理现象的规律或一些物理现象的区别,如图所示，向右作直线运动的小车，通过AB、BC、CD三段路程所用的时间都是0.4s，则小车做的是 运动（选填“匀速”、“加速”或“减速”）；它从A点运动到D点的平均速度是 m/s；在此过程中小车的牵引力 阻力（填“大于”、“等于”或“小于”）。,加速,大于,方法六：模型法（模拟法）,实际中的事物都是错综复杂的，在用物理的规律对实际中的事物进行研究时，常需要对它们进行必要的简化，忽略次要因素，以突出主要矛盾。用这种理想化的方法将实际中的事物进行简化，便可得到一系列的物理模型。采用模型方法对学习和研究起到了简化和纯化的作用。但简化后的模型一定要表现出原型所反映出的特点、知识。模型法有较大的灵活性。每种模型有限定的运用条件和运用的范围。,中学课本中很多知识都应用了这个方法，比如有：、液柱、光线、液片、光沿直线传播、匀速直线运动、磁感线。,19世纪末汤姆逊发现电子后，科学家们提出了多种原子结构的模型。原子结构与下列事物结构最接近的是（）,方法七：转化法,有些物理现象不易观察，要研究它们的运动等规律，使之转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们，这种方法叫转换法。,如：、分子看不见、摸不着，不好研究，可以研究墨水的扩散现象去认识分子的运动；、用灯泡是否发光或用小磁针在电路旁是否偏转检查电路中是否有电流。、空气看不见、摸不到，我们可以根据空气流动（风）所产生的作用来认识它；、磁场看不见、摸不到，我们可以根据它产生的作用来认识它。,磁场是一种看不见的特殊物质，我们可以通过磁场对小磁针作用的效果来认识它这是科学研究的一种常用方法下列研究实例中不是采用这种研究方法的是()A比较温度的高低，我们可以通过液体受热后体积的变化来认识它B学习电压，我们可以通过对比水压来认识它C了解电磁铁磁性的强弱，我们可以通过观察它吸引大头针的多少来认识D电路是否有电流，我们可以通过观察电路中电流表的指针是否偏转来认识,方法八：放大法,把测量量按一定的规律放大后再进行测量的方法，称为放大法。在有些实验中，实验的现象我们是能看到的，但是不容易观察。我们就将产生的效果进行放大再进行研究,比如：、音叉的振动很不容易观察，所以我们利用小泡沫球将其现象放大。、观察压力对玻璃瓶的作用效果时我们将玻璃瓶密闭，装水，插上一个小玻璃管，将玻璃瓶的形变引起的液面变化放大成小玻璃管液面的变化。、测量一张纸的厚度的时候，我们先测量100张纸的厚度在将结果除以100，这样使测量的结果更接近真实的值就是采取的累积放大法。、要测量出一张邮票的质量、测量出心跳一下的时间，、测量出导线的直径，均可用积累法来完成,下列三项实验：（1）用刻度尺测量细铜丝直径：把细铜丝在铅笔上紧密排绕N圈（N数根据情况确定），然后用刻度尺量出线圈的总长度再除以N；（2）测一个大头针的质量；先测出N个大头针的总质量，再除以N；（3）研究影响摩擦力大小的因素：先保持压力相同，研究摩擦力与接触面粗糙程度的关系；再保持接触面的粗糙程度相同，研究摩擦力与压力大小的关系。上述三项实验中，实验的思想方法相同的是，它们遇到问题的共同特点是，解决方法的共同特点是。,（1）（2）；被测量物体小，不容易测量；采取积累法把不容易测量的物理量积累成较大的值在进行测量,方法九：比较法,通过观察，分析，找出研究对象的相同点和不同点，它是认识事物的一种基本方法。当你想寻找两件事物的相同和不同之处，就需要用到比较法，可以进行比较的事物和物理量很多，对不同或有联系的两个对象进行比较，我们主要从中寻找它们的不同点和相同点，从而进一步揭示事物的本质属性,如：、比较蒸发和沸腾的异同点,、比较汽油机和柴油机的异同点，、电动机和热机,、电压表和电流表的使用利用比较法不仅加深了对它们的理解和区别，使同学们很快地记住它们，还能发现一些有趣的东西。同时也是贯穿于整个物理学习中的方法，即往往与其它方法结合使用,下面是同学们在物理学习中的几个研究实例：1、在学习汽化现象时，研究蒸发与沸腾的异同点 2、根据熔化过程的不同，将固体分为晶体和非晶体两类 3、比较电流表与电压表在使用过程中的相同点和不同点 4、在研究磁场时，引入磁感线对磁场进行描述 上述几个实例中，采用“比较法”为主要科学研究方法的是 A、13 B、34 C、23 D、24,挑战无极限,1在初中物理实验探究中，我们运用过多种科学研究方法。下列四个探究实验中，所运用的研究方法相同的两项是（）A探究摩擦力的大小与什么因素有关B探究平面镜的成像特点C探究电阻上的电流跟电压的关系D探究杠杆的平衡条件,2研究物理的科学方法很多，比如：“控制变量法”、“等效替代法”、“模型法”、“类比法”。在研究“比较物体运动快慢”的方法中，一是在相同的时间内比通过的距离，二是通过相同的路程比所用的时间，这是一种常用的物理方法。请判断以下五个实验中，采用这种方法的是（）A研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关B研究不同液体的压强跟液体密度的关系C研究杠杆的平衡条件D研究物体的动能大小跟哪些因素有关系,3“控制变量法”是物理实验和分析物理现象时常用的方法之一。在下列分析和研究电学问题的实例中运用了该方法的是（）A分析电流形成原因时，将电流与水流相比较，从分析水流入手来分析电流的形成B分析电流的大小时，根据电流产生的效应大小来判断电流的大小C研究电流与电压的关系时，保持电阻大小不变，改变电阻两端的电压值，观察电流如何随电压的变化而变化D分析多个电阻组成的电路时，求出电路的总电阻，用总电阻产生的效果来代替所有电阻的总效果,4物理研究中常常用到“控制变量法”、“等效替代法”、“理想化模型”、“类比法”等科学方法在下列研究实例中，运用了“控制变量法”的是()A研究电流时，从分析水流的形成来分析电流的形成B研究磁场时，用磁感应线描述空间磁场的分布情况C研究滑动摩擦力与压力大小关系时，保持接触面的粗糙程度不变D研究杠杆的平衡条件时，将撬棒抽象为绕某一固定点转动的硬棒,5用如图17一甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值，其中Rx为待测电阻，R为电阻箱(符号为)，s为单刀双掷开关，R。为定值电阻某同学用该电路进行实验，主要步骤有：A把开关S接b点，调节电阻箱，使电流表的示数为I,B读出电阻箱的示数RC把开关S接a点，读出电流表的示数为ID根据电路图，连接实物，将电阻箱的阻值调至最大(1)上述步骤的合理顺序是_(只需填写序号)(2)步骤A中电阻箱调节好后示数如图所示，则它的示数为_ 若已知R。的阻值为1O，则待测电阻的阻值为(3)本实验所采用的物理思想方法可称为_(选填“控制变量法”或“等效替代法”),DCAB,47,47,等效替代法,6甲、乙两个实心球，甲的体积大于乙的体积。有关甲、乙两球的质量和密度关系，可能存在的情况有：(写出三种)_,有五种可能：m甲=m乙 甲乙m甲m乙 甲乙m甲m乙 甲乙m甲m乙 甲乙m甲m乙 甲乙,7将一个滑动变阻器接在电源上，消耗的功率为P。要使其消耗的功率变为原来的一半，可以采取的措施是()A电源电压不变，阻值变为原来的二倍B电源电压不变，阻值变为原来的一半C电源电压和阻值均变为原来的一半D电源电压变为原来的一半，阻值变为原来的二倍,8如图7所示，闭合开关S时，灯泡L1、L2都不亮。用一段导线的两端接触a、b两点时，两灯都不亮；接触b、c两点时，两灯都不亮；接触C、d两点时，两灯都亮。则()A灯L1断路 B灯L2断路 C灯L2短路 D开关S断路,9在初中物理学习中涉及了许多科学研究方法，如等效替代、控制变量等，在下列物理研究实例中，用方法相同的是：。所用方法相同的是：。（选填序号）。a研究液体内部压强与哪些因素有关；b在研究磁场时，引入“磁感线”的概念；c在研究串、并联电路时，引入“总电阻”的概念；d研究光的传播时，引入“光线”的概念；e在研究物体受几个力作用的情况时，引入“合力”的概念；f用扩散现象证明分子的无规则运动；g研究滑动摩擦力与哪些因素有关；h通过小磁针指向偏转，判定磁场的存在；i研究力的作用效果与力的哪些因素有关。,a、g、i控制变量；b、d物理模型；c、e等效替代；f、h转换法,10如图6所示，当弹簧测力计吊着圆柱体，从底部接触水面开始缓慢没入水中，直到底部到达A处的过程中，下面能表示圆柱体所受浮力F浮与浸入水中深度h关系的图象是,11在物理实验中，我们利用转换法测得的物理量有（）A、质量 B、功率 C、电阻 D、密度,12如图13所示，人的手臂相当于一个杠杆，它的支点在O点。请画出图中铅球对手的作用力F的力臂L,L,再见,