初中物理实验研究方法-PPT.ppt

物理实验研究方法的小结物理实验研究方法的小结专题复习专题复习1初中物理常用的主要实验方法：初中物理常用的主要实验方法：1.控制变量法控制变量法3.等效替代法等效替代法4.建立建立理想模型法理想模型法2.转换法转换法5.5.实验推理法（实验推理法（理想实验法理想实验法）6.6.类比法类比法2(一一)、什么时候用、什么时候用“控制变量法控制变量法”？当研究的物理量可能与几个因素有关，而单独研究当研究的物理量可能与几个因素有关，而单独研究与其中一个因素时。与其中一个因素时。（二）（二）、如何来设计实验？、如何来设计实验？1、控制：其它因素不变；、控制：其它因素不变；2、改变：所、改变：所要要研究的因素；研究的因素；3、观察：改变的因素对所研究的物理、观察：改变的因素对所研究的物理量的影响。量的影响。（三）（三）、如何进行结论的描述？、如何进行结论的描述？注意前提注意前提“其它因素一定其它因素一定”一、控制变量法一、控制变量法实验设计：控制接触面的粗糙程度相同时，设计：控制接触面的粗糙程度相同时，改变压力大小，比较滑动摩擦力大小改变压力大小，比较滑动摩擦力大小滑滑动动摩摩擦擦力力与与压压力力、粗粗糙糙程程度度的的关关系系探究滑动摩擦力与压力大小的关系：探究滑动摩擦力与压力大小的关系：结论：接触面粗糙程度相同时，压力结论：接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。越大，滑动摩擦力越大。练一练：探究两只不同品牌的运动练一练：探究两只不同品牌的运动鞋底面的粗糙程度；鞋底面的粗糙程度；某同学的方案：分别将两只运动鞋放在某同学的方案：分别将两只运动鞋放在相同的水平桌面上，用弹簧测力计水平相同的水平桌面上，用弹簧测力计水平匀速拉动运动鞋，再分别记下相应的测匀速拉动运动鞋，再分别记下相应的测力计的示数，最后进行比较得出结论。力计的示数，最后进行比较得出结论。请问该方案可行吗？并说出理由。请问该方案可行吗？并说出理由。不可行，因为实验中没有控制两只运不可行，因为实验中没有控制两只运动鞋对桌面的压力相同。动鞋对桌面的压力相同。1.1.探究物体运动的快慢；探究物体运动的快慢；2.2.探究滑动摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度的关系；探究滑动摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度的关系；3.3.探究物体的动能大小与质量和速度的关系；探究物体的动能大小与质量和速度的关系；4.4.探究压力的作用效果与压力的大小和受力面积的关系；探究压力的作用效果与压力的大小和受力面积的关系；5.5.探究液体的压强与液体的密度和深度的关系；探究液体的压强与液体的密度和深度的关系；6.6.探究液体蒸发的快慢与哪些因素有关；探究液体蒸发的快慢与哪些因素有关；7.7.探究电磁铁磁性与线圈的匝数和电流大小的关系；探究电磁铁磁性与线圈的匝数和电流大小的关系；8.8.探究导体电阻大小跟导体材料、长度、横截面积关系；探究导体电阻大小跟导体材料、长度、横截面积关系；9.9.探究电流与电压和电阻的关系（即欧姆定律）。探究电流与电压和电阻的关系（即欧姆定律）。10.10.探究电流产生的热量与电流、电阻的关系探究电流产生的热量与电流、电阻的关系课本上使用控制变量法的实验课本上使用控制变量法的实验二、转换法：二、转换法：对于一些看不见、摸不对于一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直物理量，通常用一些非常直观的现象去认识，或用易测观的现象去认识，或用易测量的物理量间接测量，这种量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。研究问题的方法叫转换法。7现象转换：现象转换：纸屑的跳动纸屑的跳动红墨水的扩散现象红墨水的扩散现象光在烟雾中的传播路径光在烟雾中的传播路径小磁针的偏转小磁针的偏转大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点测量转换：测量转换：用弹簧测力计水平拉着木块匀速用弹簧测力计水平拉着木块匀速滑动时，滑动摩擦力的大小滑动时，滑动摩擦力的大小转换转换成了弹簧测力计的示数。成了弹簧测力计的示数。fF拉fF拉=W电电=探究电功与什么因素有关的实验探究电功与什么因素有关的实验中中,如何比较电流做功的多少如何比较电流做功的多少?用用到了什么方法到了什么方法?练一练练一练:不计热量损失不计热量损失Q放放=Q吸吸=cm t1、利用小球的振动来判断发声体在振动；、利用小球的振动来判断发声体在振动；2、根据苹果落地的现象证明重力的存在；、根据苹果落地的现象证明重力的存在；3、利用小桌陷入海绵的深度判断压力的作用效果；、利用小桌陷入海绵的深度判断压力的作用效果；4、根据小球将木块推动的远近来判断小球动能的大小；、根据小球将木块推动的远近来判断小球动能的大小；5 5、利用纸片的飘动来判断气体压强的变化；、利用纸片的飘动来判断气体压强的变化；6、根据马德堡半球实验的现象证明大气压的存在；、根据马德堡半球实验的现象证明大气压的存在；7、通过扩散现象研究分子的热运动；、通过扩散现象研究分子的热运动；8、判断电路中是否有电流时，可通过电路中的灯泡是否、判断电路中是否有电流时，可通过电路中的灯泡是否 发光去确定；发光去确定；9、判断磁场是否存在时，可用小磁针放在其中看是否转、判断磁场是否存在时，可用小磁针放在其中看是否转 动来判断；动来判断；10、电磁铁的磁性强弱通过它吸引大头针的多少来确定。、电磁铁的磁性强弱通过它吸引大头针的多少来确定。课本上转换法的实验课本上转换法的实验三、等效替代法：三、等效替代法：等效法是指不同的物理现等效法是指不同的物理现象、模型、过程等在物理象、模型、过程等在物理意义、作用效果或物理规意义、作用效果或物理规律方面是相同的。它们之律方面是相同的。它们之间可以相互替代，而保证间可以相互替代，而保证结论不变。结论不变。13【典例【典例2】探究平面镜成像规律时探究平面镜成像规律时，要想研究玻璃板成像大小的特点和设要想研究玻璃板成像大小的特点和设法确定像的位置，实验时具体的做法法确定像的位置，实验时具体的做法是是_。我们这样确定像的位置，凭借的是视我们这样确定像的位置，凭借的是视觉效果的相同，因而可以说是采用了觉效果的相同，因而可以说是采用了_的科学方法。的科学方法。拿一只相同蜡烛在玻璃板后拿一只相同蜡烛在玻璃板后面移动，直到跟像完全重合面移动，直到跟像完全重合等效替代等效替代【典例典例1】研究各分力的作用效果时研究各分力的作用效果时引入了引入了“合力合力”的概念的概念；等效替代等效替代141 1、测量不规则小块固体的体积时，用它排开水、测量不规则小块固体的体积时，用它排开水 的体积等效固体的体积；的体积等效固体的体积；2 2、测量摩擦力的大小时，用二力平衡的原理测、测量摩擦力的大小时，用二力平衡的原理测 得拉力，从而得知摩擦力的大小；得拉力，从而得知摩擦力的大小；3 3、托里拆利实验中，利用水银柱产生的压强与、托里拆利实验中，利用水银柱产生的压强与 大气压等效的方法测定大气压的数值；大气压等效的方法测定大气压的数值；4 4、在研究平面镜成像实验中，用两根完全相同、在研究平面镜成像实验中，用两根完全相同 的蜡烛，其中一根等效另一根的像；的蜡烛，其中一根等效另一根的像；5、求多个用电器组成的串、并联电路的总电阻。、求多个用电器组成的串、并联电路的总电阻。课本上等效替代法的实验课本上等效替代法的实验15四、建立理想模型法四、建立理想模型法 对复杂事物进行研究时，对复杂事物进行研究时，常需要对它们进行必要的简化，常需要对它们进行必要的简化，忽略次要因素，以突出主要矛忽略次要因素，以突出主要矛盾。用这种理想化的方法将实盾。用这种理想化的方法将实际中的事物进行简化，便可得际中的事物进行简化，便可得到一系列的物理模型。到一系列的物理模型。16光线光线光路图光路图17磁感线磁感线18电路图电路图力的示意图力的示意图fF拉191 1、光线、光线_在研究光的传播路径和方向时，引入光线；在研究光的传播路径和方向时，引入光线；2 2、磁感线、磁感线-在研究磁场的分布时，引入磁感线；在研究磁场的分布时，引入磁感线；3 3、原子结构、原子结构-在研究原子的组成时，引入原子核式在研究原子的组成时，引入原子核式结构模型。结构模型。建立理想模型法的例子建立理想模型法的例子20五、实验推理法（五、实验推理法（理想实验法理想实验法）推理法推理法：是在观察实验是在观察实验的基础上的基础上，忽略次要因忽略次要因素素，进行合理的推理进行合理的推理，得出结论得出结论，达到认识事达到认识事物本质的目的物本质的目的。21实例一：实例一：“牛顿第一定律牛顿第一定律”的斜面实验的斜面实验22实实验验基基础础推推理理光滑光滑表表面面无限远无限远 没有没有不变不变一切物体在一切物体在不不受力时，总保持匀速受力时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。直线运动状态或静止状态。23实例二实例二：“声音传播条件声音传播条件”的真空铃实的真空铃实验验24实验加推理法实验加推理法课本上的例子课本上的例子1.1.真空不能传声实验（因为我们真空不能传声实验（因为我们不能得到绝对的真空）不能得到绝对的真空）2.2.牛顿第一定律实验（因为不牛顿第一定律实验（因为不存在不受力的物体）存在不受力的物体）25六六.类比法类比法 类比法：根据两个或两类对象之间在某些方面的相同或类比法：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他们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思相似而推出他们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。维。26使用类比法的例子使用类比法的例子1.1.用水波类比声波用水波类比声波2.2.用水流类比电流用水流类比电流 用水压类比电压用水压类比电压3.3.在研究分子的作用力时，用在研究分子的作用力时，用 弹簧的作用力进行类比弹簧的作用力进行类比27累积法：测金属丝的直径，将它密绕在铅笔上，累积法：测金属丝的直径，将它密绕在铅笔上，测一定匝数的长度，再除以匝数测一定匝数的长度，再除以匝数比较法：比较蒸发和沸腾的异同点；比较汽油机比较法：比较蒸发和沸腾的异同点；比较汽油机和柴油机的异同点；和柴油机的异同点；电动机和热机；电压表和电电动机和热机；电压表和电流表的使用。流表的使用。观察法：观察水的沸腾、晶体熔化和凝固的实验等观察法：观察水的沸腾、晶体熔化和凝固的实验等图像法：路程时间图像求速度；电压、电流图像中可以求图像法：路程时间图像求速度；电压、电流图像中可以求出电阻，并可比较电阻的大小。出电阻，并可比较电阻的大小。七、其他研究方法七、其他研究方法 281 1、研究多个电阻组成的电路时，为了求出电路总电阻，、研究多个电阻组成的电路时，为了求出电路总电阻，用一个电阻产生的效果来代替原来电路中所有电阻产生用一个电阻产生的效果来代替原来电路中所有电阻产生的总效果是运用了的总效果是运用了 的方法的方法等效替代法等效替代法2 2、根据吸引的大头针的多少，来判断电磁铁磁性的强、根据吸引的大头针的多少，来判断电磁铁磁性的强弱，这是运用了弱，这是运用了 转换法转换法3 3、用水压引出电压，用水流引出电流，运用、用水压引出电压，用水流引出电流，运用 法法类比类比4 4、研究电流与电压的大小关系时，保持电阻大小不变，、研究电流与电压的大小关系时，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变化而改变电阻两端的电压值，观察电流如何随电压变化而变化变化，使用了 法控制变量法控制变量法5 5、探究光现象，将光认识成一条带箭头的直线，使用、探究光现象，将光认识成一条带箭头的直线，使用了了 法法理想模型法理想模型法6 6、逐渐抽出真空罩中的空气，发现闹钟的声音逐渐变、逐渐抽出真空罩中的空气，发现闹钟的声音逐渐变小，由此得到真空不能传声，使用了小，由此得到真空不能传声，使用了 法法实验推理实验推理29