物理研究问题方法.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,科普讲座（物理篇）,物理研究方法归类,物理研究方法归类,一、控制变量法,二、建立模型法,三、转换法,四、猜想法,五、等效法,六、类比法,七、比较法,八、推理法,一、控制变量法,一、控制变量法,二、建立模型法,三、转换法,四、猜想法,五、等效法,六、类比法,七、比较法,八、推理法,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,。,控制变量法,例：小,兰在观察提琴、吉他、二胡等弦乐器的弦振动时，猜测：即使在弦张紧程度相同的条件下，发声的音调高低还可能与弦的粗细、长短、及弦的材料有关。于是她想通过实验来探究一下自己的猜想是否正确。,下表是她在实验室控制的琴弦条件。,如果小兰想探究弦发声的音调与弦的材料的关系，你认为她应该选用表中编号为,_,的琴弦（只填写字母代号）,D,、,E,探究过程通常采用下列一些步骤：实验研究；分析归纳；提出问题（或猜想）；得出结论等。你认为小兰要完成本探究的全过程，所采取步骤的合理顺序应该是：,_,（只填写数字代号）。,、,控制变量法,（事例）,研究滑动摩檫力与哪些因素有关；,研究液体内部的压强；,研究影响力的作用效果的因素；,研究琴弦发声的音调与弦粗细、松紧、长短的关系；,研究影响液体蒸发快慢的因素；,研究物体吸热与物质种类、质量、温度的关系；,研究影响电阻大小的因素；,研究电流与电压、电阻的关系；,研究电功或电热与哪些因素有关；,研究通电导体在磁场中的受力与哪些因素有关；,研究影响感应电流的方向因素；,研究动能（或重力势能）与哪些因素有关。等等。,二、建立模型法,一、控制变量法,二、建立模型法,三、转换法,四、猜想法,五、等效法,六、类比法,七、比较法,八、推理法,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,例,：我们的家乡黄石，一直以来就是长江中游重要的商贸港口城市。黄石长江大桥，这座目前我国科技含量最高的特大型公、铁两用斜拉索桥梁的建成，使得黄石这座古老的城市又焕发出强烈的时代气息。大桥的建设，用到了很多物理学的知识和研究方法。,（,1,）在铁路桥引桥靠近居民住宅区一侧，建有高,3,米左右的板墙（如图所示），其作用是,_,_,隔音减弱噪声的危害,2,）汽车过桥时，每隔一段距离会有明显颠簸，这是大桥桥面上的缝隙所致。这些缝隙是（）,A,一种交通标志，用于确认距离，避免发生追尾事故,B,来往车辆过多，造成路面损毁,C,避免司机开车由于过分平稳而瞌睡,D,伸缩缝，用于允许路面的膨胀和收缩,D,3,）将大桥的结构进行简化，取其部分可抽象成如图丁,所示的模型。,可以看出它用到了的,_,相关知识。其中,O,是,_,、,_,代表桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力。,杠杆,支点,F,1,为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当增加塔桥的高度。请分析原因。,塔桥越高，钢索承受的拉力力臂越长，,拉力越小,假如让你来设计新的斜拉索式大桥，你还能提出什么方法可以减轻钢索承受拉力？（说出一种方法即可）,1,、适当增加钢索的数量,2,、将桥梁做成空心的,3,、使用新型轻质材料减小桥梁自重,你知道吗？在上述的研究中，我们用到了物理学中很重要的一种研究方法：,建立模型,。建立模型可以帮助人们透过现象，忽略次要因素，从本质认识和处理问题；建立模型还可以帮助人们显示复杂事物及过程，帮助人们研究不易甚至无法直接观察的现象。想想看，在初中物理学习中，你在研究哪些问题时也用到了这种研究方法？,建立模型法,（事例）,原子核式结构模型,电路图,力的示意图或力的图示,柴油机、汽油机模型,连通器液片模型,三、转换法,一、控制变量法,二、建立模型法,三、转换法,四、猜想法,五、等效法,六类比法,七、比较法,八、推理法,物理学中对于一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识，或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。初中物理在研究概念、规律和实验中多处应用了这种方法。,转换法,（,事例）,物体发生形变或运动状态改变可证明此物受到力的作用；,苹果落地可证明重力存在；,马得堡半球实验可证明大气压的存在；,雾的出现可证明空气中含有水蒸气；,影的形成光沿直线传播；,月食现象可证明月亮不是光源；,奥斯特实验可证明电流周围有磁场,指南针指南北可证明地磁场的存在；,用手机能打电话可证明电磁波的存在；,扩散现象可证明分子做无规则运动；,铅块实验可证明分子间引力的存在；,运动的物体能对外做功可证明它具有能；,四、猜想法,一、控制变量法,二、建立模型法,三、转换法,四、猜想法,五、等效法,六、类比法,七、比较法,八、推理法,猜想也称想象或幻想，是用已知的物理知识对某些未知的事物作出科学的预测。它是人的思维的最高境界，合 理的想象往往是人类创造发明的源泉,。,猜想法,例：在科幻小说,往日之光,中，作者鲍勃,.,肖幻想了一种慢透光玻璃，讲述了一段美丽动人的故事：“想象有一种玻璃，光在这种玻璃中运动的速度极慢，通过半厘米厚需要,10,年，比蜗牛的速度还慢得多。当一块慢透光玻璃制出来时，望上去总是一片漆黑，因为还没有光穿过它。把这种玻璃放在风景秀丽的林中、湖边，带者这些美丽的景致的光陷入慢透光玻璃中，,10,年也出不来。把在这种地方放了,10,年的玻璃镶在城市住宅的窗户上，那么，在下一个,10,年的过程中，这个窗子外面便仿佛呈现出林中湖泊的美景。各种动物无声的前来饮水，空中百鸟飞翔，日夜在交替，季节在变化。身居闹市，犹如别墅。”,往日之光,这确实是一个有意思的幻想，但关键是要降住飞驰的光。科学技术发展到今天，部分科幻已经开始变成现实。,本文作者进行科学幻想的依据是什么？,-,依据是光在不同的介质中传播速度不同。,猜想法,（事例）,1,、想象在常温下制成超导体。,2,、想象人类固定在空中不用乘坐任何交通工具，,就可以周游世界。,3,让水在常温下沸腾，产生大量气泡，不用洗,衣粉就能洗衣服。,-,依据是超导材料与温度有关；,-,依据是地球在自转，运动是相对的；,-,依据是沸点与气压有关，只要设法降低水面上方,的气压，就可使水在常温下沸腾。,五、等效法,一、控制变量法,二、建立模型法,三、转换法,四、猜想法,五、等效法,六、类比法,七、比较法,八、推理法,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。例如我们学过的等效电路、等效电阻、分力与合力等效,。,等效法,(,事例）,1,、等效电路,2,、等效电阻,3,、分力与合力等效,六、类比法,一、控制变量法,二、建立模型法,三、转换法,四、猜想法,五、等效法,六、类比法,七、比较法,八、推理法,类比在物理学中有着广泛的应用。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。,类比法,例,19,世纪末，汤姆逊发现了电子，将人们的视线引入到了原子的内部，由此，科学家们提出了多种关于原子结构的模型。通过学习，你认为原子结构与下列事物结构最接近的是（）,A,西红柿,B,西瓜,C,面包,D,太阳系,D,还有哪些知识是通过类比的方法,1,、电压与水压,2,、电流与水流,3,、分子受约束后的运动与学生,上课时受约束后的运动,4,、原子的结构与太阳系的结构,七、比较法,一、控制变量法,二、建立模型法,三、转换法,四、猜想法,五、等效法,六、类比法,七、比较法,八、推理法,比较法是通过观察，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,比较法,（事例）,1,、发电机和电动机的区别很多，比如它们的原理不同，,2,、速度与平均速度,3,、蒸发与沸腾,4,、汽油机与柴油机,5,水波与声波,6,、燃气热水器与太阳能热水器,7,、电流表与电压表,8,、永磁铁与电磁铁,八、推理法,一、控制变量法,二、建立模型法,三、转换法,四、猜想法,五、等效法,六、类比法,七、比较法,八、推理法,推理法是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。,推理法,（事例）,例：人们常用推理的方法研究物理问题。在研究物体运动状态与力的关系时，伽利略通过如图甲所示的实验和对实验结果的推理得到如下结论：运动着的物体，如果不受外力作用，它的速度将保持不变，并且一直运动下去,推理法,（事例）,推理的方法同样用在,“,研究声音的传播,”,实验中。在如图乙的试验中，现有的实验设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态，在这种情况下，你是怎样通过实验现象推理得出,“,声音不能在真空中传播,”,这一结论的？,