教育专题：物理科学研究方法.ppt

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1、一年过花甲的渔人，感到一年过花甲的渔人，感到年迈体弱。一次打鱼回家年迈体弱。一次打鱼回家后后,指着一大堆鱼和一条网指着一大堆鱼和一条网,对两个儿子说：对两个儿子说：“我已经我已经老了老了,再也打不动鱼了再也打不动鱼了,也也没有什么可留给你们的没有什么可留给你们的,这这一堆鱼和一条网你们拿去一堆鱼和一条网你们拿去吧吧!”。于是，老二选择了鱼，老于是，老二选择了鱼，老大选择了网。此后大选择了网。此后,老二天老二天天有鱼吃，老大则每天学天有鱼吃，老大则每天学撒网捕鱼。一段时间后，撒网捕鱼。一段时间后，老二的鱼吃完了，而老大老二的鱼吃完了，而老大用那条网捕了不少鱼用那条网捕了不少鱼,或吃或吃或卖或卖,

2、生活富裕。生活富裕。从这个故事中你得到了什么启示？从这个故事中你得到了什么启示？物理学中研究问题的科学方法控制变量法控制变量法物理模型法物理模型法近近 似似 法法等等 效效 法法图图 像像 法法类类 比比 法法一、控制变量法一、控制变量法 一个物理量可能要受到一个物理量可能要受到多个物理因素的影响和制约，多个物理因素的影响和制约，那么在讨论这个物理量与其那么在讨论这个物理量与其中某个因素的关系时，需要中某个因素的关系时，需要先控制其它的另几个因素不先控制其它的另几个因素不变，确定相关物理量之间的变，确定相关物理量之间的关系，这种方法叫控制变量关系，这种方法叫控制变量法。法。12345678研究

3、滑动摩擦力大小跟哪些因素有关？F1=2N木板F2=3N木板F3=2.8N毛巾123456一、控制变量法一、控制变量法78研究压力的作用效果跟哪些因素有关研究压力的作用效果跟哪些因素有关?甲乙丙123456一、控制变量法一、控制变量法78研究动能的大小跟哪些因素有关研究动能的大小跟哪些因素有关?123456一、控制变量法一、控制变量法78研究电阻的大小跟哪些因素有关研究电阻的大小跟哪些因素有关?A123456一、控制变量法一、控制变量法78研究电流跟电压、电阻的关系研究电流跟电压、电阻的关系VAR123456一、控制变量法一、控制变量法78研究电磁铁的磁性的强弱跟哪些因素研究电磁铁的磁性的强弱跟

4、哪些因素有关有关123456一、控制变量法一、控制变量法78研究电流产生的热量跟哪些因素有关?一、控制变量法一、控制变量法78123456一、控制变量法一、控制变量法研究液体的压强跟深度的关系78123456一、控制变量法一、控制变量法78123456研究液体蒸发的快慢跟哪些因素有关？下列问题的研究也是利用了控制变量法吗?研究电功的大小跟哪些因素有关二、模型研究法 物理学中常常把实际的研究对象或实际的过程抽象成一定的“物理模型”二、模型研究法瓶盖起子瓶盖起子杠杆二、模型研究法瓶盖起子瓶盖起子杠杆抽水机手柄抽水机手柄缝纫机踏板杆秤二、模型研究法瓶盖起子瓶盖起子二、模型研究法三峡五级船闸三峡五级船

5、闸二、模型研究法三峡五级船闸三峡五级船闸锅炉水位计过路涵洞自来水管自来水管二、模型研究法三峡五级船闸三峡五级船闸二、模型研究法自行车车把自行车车把轮轴轮轴二、模型研究法二、模型研究法自行车车把自行车车把轮轴轮轴方向盘方向盘辘轳辘轳自行车车把自行车车把二、模型研究法二、模型研究法扳手扳手二、模型研究法二、模型研究法沿斜坡将货物推到高处沿斜坡将货物推到高处沿斜坡将货物推到高处沿斜坡将货物推到高处二、模型研究法二、模型研究法沿斜坡将货物推到高处沿斜坡将货物推到高处二、模型研究法二、模型研究法盘山公路盘山公路螺丝螺丝二、模型研究法还有模拟式模型还有模拟式模型二、模型研究法磁场的特点磁场的特点磁感线光线

6、光线三、近似法三、近似法三、近似法三、近似法 有许多物理常数或物理量，受其它因素的影响是变化的但这种变化非常微小，为了研究问题方便，常常假定它为一定值来研究问题。三、近似法三、近似法例：例：g在不同高度、纬度常常不同，在不同高度、纬度常常不同，但在地球附近，由于但在地球附近，由于g的变化小，常的变化小，常取取g=9.8N/kg例：计算灯泡在不同电压下的实际功例：计算灯泡在不同电压下的实际功率。在不同电压下，灯丝的温度不同，率。在不同电压下，灯丝的温度不同，电阻也不同，但在计算的过程中认为电电阻也不同，但在计算的过程中认为电阻为一定值不变。阻为一定值不变。三、近似法三、近似法 例：计算氢气球在升

7、空的过程例：计算氢气球在升空的过程中所受的浮力，我们知道空气的密度中所受的浮力，我们知道空气的密度是随高度的增加而减小的，而在计算是随高度的增加而减小的，而在计算时总是取时总是取1.千克每立方米，也是千克每立方米，也是忽略了它的变化忽略了它的变化。四、等效法四、等效法 即从事物间的等同效果出即从事物间的等同效果出发，通过联想把陌生的，困难发，通过联想把陌生的，困难的，复杂的用常规手段不易解的，复杂的用常规手段不易解决的问题转化为一个熟悉的，决的问题转化为一个熟悉的，简单的问题的方法。简单的问题的方法。1234四、等效法四、等效法电阻串联电阻串联R1 R2 R31234四、等效法四、等效法电阻串

8、联电阻串联RR=R1+R2+R3R1 R2 R31234四、等效法四、等效法电阻并联电阻并联R3R2R11234四、等效法四、等效法电阻并联电阻并联R+R1R2R31234四、等效法四、等效法电路的接法电路的接法 1234四、等效法四、等效法 二力的合成二力的合成-1234五、图像法五、图像法 就是利用平面直就是利用平面直角坐标系中的物理图角坐标系中的物理图像研究问题的方法。像研究问题的方法。12345五、图像法五、图像法12345五、图像法五、图像法12345晶体熔化晶体熔化t/T/min五、图像法五、图像法12345晶体凝固晶体凝固t/T/min五、图像法五、图像法12345非晶体熔化非晶

9、体熔化t/T/min五、图像法五、图像法12345非晶体凝固非晶体凝固t/T/min五、图像法五、图像法12345液体沸腾液体沸腾t/T/min六、类比法六、类比法水压与电压水流与电流例题分析例题分析例1：电阻可能跟温度有关。请你用一个废灯泡的灯芯，设计一个实验来研究问题。要求：说出方法；画出电路图。例题分析例题分析例1：电阻可能跟温度有关。请你用一个废灯泡的灯芯，设计一个实验来研究问题。要求：说出方法；画出电路图。A06A例题分析例题分析 例2：某同学做“观察水沸腾实验”，通过实验，他记录了一组实验数据，老师发现他在一次记录中出现了错误，请你指出是哪一次出错，造成错误的原因可能是什么？t/m

10、in012345678910111213/808283858692939597989910010010080+80+80+80+80+80+例题分析例题分析 例例3：屋顶的面积是：屋顶的面积是50平平方米，大气对屋顶的压力有多方米，大气对屋顶的压力有多大？这么大的压力为什么没有大？这么大的压力为什么没有把屋顶压塌？你在解题中运用把屋顶压塌？你在解题中运用了什么近似数？了什么近似数？例题分析例题分析 例4：如图设木棒与圆木之间不滑动，以地面为参照物，圆木向前滚动1米，上方的木板向前移动多少米？Ff控制变量法控制变量法物理模型法物理模型法近近 似似 法法等等 效效 法法图图 像像 法法类类 比比 法法