物理学科例谈“控制变量法”的应用.doc

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1、物理论文之例谈“操纵变量法”的应用 在物理学习中，我们应用到多种研究征询题的方法如：建模法、类比法、等效替代法等。其中有一种应用最为广泛的方法：如在“探究阻碍导体电阻大小的要素”实验中，阻碍要素（称为变量）可能有许多。如何样才能确定哪些要素没有阻碍，那些要素有阻碍以及阻碍的程度如何？在实验中，我们采取如此的方法：在研究某个要素的阻碍时，只改变这个量的大小，而保持其他量不变，从而确定这个要素是否阻碍导体的电阻，以此类推，对有关变量逐一地加以推断，就能找出阻碍电阻大小的所有要素，这种方法称为操纵变量法。操纵变量法是处理复杂征询题的一种有效方法，在我们的物理学习中有广泛的应用。例如：研究阻碍液体内部

2、压强大小的要素、研究阻碍物体动能大小的要素、研究阻碍物体重力势能大小的要素、研究阻碍物体滑动摩擦力大小的要素、研究弦乐器音调高低的要素、研究阻碍电磁铁磁性强弱的要素等等。不仅如此，在中考题的设计求解过程中亦有特别多应用，现举几例，共同讨论。1、实验征询题中操纵变量法的应用1.1、（海淀区2006）物体只在重力作用下由静止开场下落的运动，叫做自由落体运动。这种运动只在没有空气的空间才能发生，在有空气的空间，假设空气阻力的作用比拟小，能够忽略，物体的下落也能够近似地看作自由落体运动。为了探究自由落体运动快慢与哪些要素有关，小明作如下猜测： 实验序号 材料 下落高度 （m） 下落时间 （s） 1 铁

3、球 20 1.96 2 铁球 30 2.47 3 铅球 20 1.96 猜测一：物体下落的快慢与物体的材料有关；猜测二：物体下落的快慢与物体下落的高度有关；猜测三：物体下落的快慢与物体的质量有关。为验证猜测的正确性，几位同学用三个金属球做了一系列的实验，实验数据记录如下：为验证猜测一，应比拟实验序号 和 ，结论是： ；请你协助小明验证猜测三：器材：0.5kg的铁球A、1kg的铁球B和皮尺，还需要的器材是 ；实验步骤： 结论： 小敏同学也对这个征询题进展了研究，她让两片完全一样的纸（一张平展，另一张对折）同时从三楼由静止开场下落，她觉察两片纸 （填“同时”或“不同时”）着地，此下落过程中两片纸作

4、的 （填“是”或“不是”）自由落体运动，由于 。分析：此题调查学生操纵变量法的应用才能、分析征询题、设计实验处理征询题的才能。要完成是否与物体材料的探究应中选择不同材料的小球，但是要操纵下落的高度一样，从而选择1、3；而要想完成猜测3的探究，势必要操纵小球的材料、落地的高度，通过比拟落地的时间是否一样进而得出结论。附参考答案：1 3 在下落高度一样时，物体下落的快慢与材料无关 秒表（计时器）、让A球从某一高度由静止下落，用秒表测出A球下落的时间为tA、让B球从同一高度由静止下落，用秒表测出B球下落的时间为tB假设tA = tB，则物体下落快慢与物体质量无关假设tA tB，则物体下落快慢与物体质

5、量有关不同时 不是 纸所受的阻力太大，相关于纸的重力不能忽略不计1.2、 (2006河北)小明做“研究液体的压强”实验时得到的几组数据如下表： 序号 液体 深度cm 橡皮膜方向 压强计左右液面高度差cm 1 水 5 朝上 4.8 2 水 5 朝下 4.8 3 水 5 朝侧面 4.8 4 水 10 朝埘面 9.5 5 水 15 朝侧面 14.2 6 酒精 15 朝侧面 11.4 按照表中的数据请答复以下征询题：(1)比拟序号为1、2、3的三组数据，可得出的结论是 (2)比拟序号为3、4、5的三组数据，可得出的结论是 (3)比拟序号为5、6的两组数据，可得出的结论是 分析：此题调查液体内部压强的规

6、律：液体内部各个方向都有压强，且同种液体内部同一深度各个方向压强相等；深度增加压强增大；不同液体同一深度，液体密度越大，压强越大。第一小征询比拟序号为1、2、3的三组数据，从三组数据中不难觉察操纵了液体的深度、液体的品种一样，想要研究的是同一深度处不同方向的压强关系，结合表格数据特别快就能够写出正确结论。以此类推同样能够处理二、三两征询。1.3、(2006淮安)种植花木是小芳同学爸爸的爱好放学回家后，小芳经常协助爸爸给花草浇水、施肥爸爸绐小芳讲了许多有关养花的经历：用什么样的土壤、土壤潮湿的程度、施什么样的肥料。施肥的时间，施肥的多少，太阳光照射的时间长短以及光照强度都是阻碍开花质量的主要要素

7、小芳通过考虑后，想探究光照强度对开花质量的阻碍她将本人的方法告诉了爸爸，得到了爸爸确实信与支持 (1)光照强度对开花质量有如何样的阻碍呢?请你按照本人的生括经历和掌握的知识，给出你的猜测：_写出猜测的理由或按照：_(2)请你协助小芳完成探究方案的设计需预备的材料：_ 探究步骤： (3)探究过程中，小芳觉察操纵的变量中，_受光照强度的阻碍较大，缘故是_分析：此题不仅调查学生的阅读才能、综合应用知识的才能、同时调查学生应用操纵变量法处理征询题的才能，是一道与生活联络极为严密、贴近生活的生活化试题，是近年来中考试题中一大亮色。关于第一征询的猜测学生必须同时考虑到强光和弱光照射时的情况；而关于器材的选

8、取必须说明选取的植株是同种植株三株或三株以上；在实验步骤中一定要表达出变量的操纵以及通过比拟得出结论。附参考答案：1、适当的光照强度有利于提高开花的质量 ；强烈的光照能使植物的叶片发生弯曲(枯萎)，植物的光合作用需要阳光 ；2、天平、量筒等操纵仪器、遮阳设备、研究样品(同种植株三株或三株以上) ；步骤：选择三株或三株以上长势一样的植株置于花房里，保持土壤潮湿的程度，施肥品种、时间、多少、太阳光照射的时间长短不变，让植株所遭到的光照强度各不一样，记录各植株的长势情况，比拟、分析、确定光照强度对开花质量的阻碍 ； 3、土壤的潮湿程度 强光照射使植株的蒸发量增大，土壤的含水量降低 。 2、图形、图像

9、征询题中操纵变量法的应用2.1、（2006大连市）甲、乙两辆汽车都做匀速直线运动，其路程S随时间t变化的图像如图1所示。从图像可知，_车的速度大；5S内乙车通过的路程是_m。分析：处理此类征询题往往会在图形上画一道横线或竖线， U0 I1 I2 如以下图，由公式：S= 在60米处画一道横线取相等的路程，然后比拟运动时间的长短即能够处理、比拟出甲的速度比乙的速度大。2.2、（2005镇江市）图中1、2是用伏安法分别测定两个不同阻值的定值电阻R1、R2所得到的电流与电压的关系图线，则它们阻值的大小关系是 （ ）AR1R2 BR1R2 CR1= R2 D无法推断分析：按照公式R= 可知，要比拟R1、R2的大小，只需要操纵U相等（或者操纵I相等比拟U的大小）比拟I的大小就能够求解出R1、R2的大小。如图取相等的电压U0 比拟I1、I2的大小即能够比拟出结果。3、操纵变量法在选择题中的应用3.1、（2005 芜湖市）用实验研究导体的材料、长度、横截面积对电阻的阻碍时，供选择的导体规格如下表： 材料 编号 长度/m 横截面积/mm2 材料 编号 长度/m 横截面积/mm2 镍铬合金 1 0.5 锰铜 1 0.5 1 1 1 1 1.5 0.5 1.5 0.5 1.5 1 1.5 1