初中物理中的科学方法课件.pptx

1、2022-4-2312022-4-2322022-4-2332.2.类比法类比法 声音在空气中传播类比水波提出了声波。声音在空气中传播类比水波提出了声波。发声体振动产生的声波跟水波的传播相似，用发声体振动产生的声波跟水波的传播相似，用一支铅笔不断轻点水面，水面就会形成一圈一一支铅笔不断轻点水面，水面就会形成一圈一圈的水波，不断向远处传播。因此声音以波的圈的水波，不断向远处传播。因此声音以波的形式传播着。形式传播着。 2022-4-2343.3.等效转换法等效转换法(1)(1)在探究声音的响度与什么因素有关的实验中，在探究声音的响度与什么因素有关的实验中，是通过音叉的振动来说明问题的，但音叉的振

2、动是通过音叉的振动来说明问题的，但音叉的振动很难观察到。将系在细绳上的乒乓球轻触正在发很难观察到。将系在细绳上的乒乓球轻触正在发声的音叉，利用乒乓球将音叉的振动放大，观察声的音叉，利用乒乓球将音叉的振动放大，观察乒乓球被弹开的幅度，就显示出音叉振动的幅度，乒乓球被弹开的幅度，就显示出音叉振动的幅度，使音叉发出不同响度的声音，得到响度与振幅的使音叉发出不同响度的声音，得到响度与振幅的关系。关系。 2022-4-235(2)(2)观察不到敲击桌子发声时桌面的振动，可以把观察不到敲击桌子发声时桌面的振动，可以把盛有水的杯子放到桌面上，通过观察杯中水面的盛有水的杯子放到桌面上，通过观察杯中水面的振动，

3、显示出桌面的振动。振动，显示出桌面的振动。 (3)(3)在演示声波传递能量的实验中，用去掉罐头在演示声波传递能量的实验中，用去掉罐头盒两端的盖子，给一端蒙上橡皮膜，并用橡皮筋盒两端的盖子，给一端蒙上橡皮膜，并用橡皮筋扎紧。对着火焰敲橡皮膜时，观察到火焰会摇动，扎紧。对着火焰敲橡皮膜时，观察到火焰会摇动，把声波传递的能量转化成了火焰的摇动。把声波传递的能量转化成了火焰的摇动。 2022-4-2364.4.归纳法归纳法在探究在探究“声是怎样产生的声是怎样产生的”这一问题时，通过对这一问题时，通过对大量正在发声的物体和不发声时有什么不同的观察大量正在发声的物体和不发声时有什么不同的观察和触摸，感知发

4、声的物体都在振动，又列举了人、和触摸，感知发声的物体都在振动，又列举了人、鸟、蟋蟀的发声器官发声时都在振动的大量实例，鸟、蟋蟀的发声器官发声时都在振动的大量实例，归纳出了归纳出了“声音是由物体的振动产生的声音是由物体的振动产生的”这一结论。这一结论。2022-4-2372022-4-2382022-4-239 2022-4-23102022-4-23112022-4-23122022-4-23132022-4-2314 2022-4-2315 (2)(2)扩散现象就是根据分子很小，不可能用肉扩散现象就是根据分子很小，不可能用肉眼直接观察到分子的运动，通过转换法，观察扩眼直接观察到分子的运动，通

5、过转换法，观察扩散实验从宏观现象间接反映出分子的运动。如通散实验从宏观现象间接反映出分子的运动。如通过一滴墨水在冷水和热水中扩散快慢的实验比较，过一滴墨水在冷水和热水中扩散快慢的实验比较，直接地观察实验通过推理来感知直接地观察实验通过推理来感知“分子不停地做分子不停地做无规则运动，温度越高，运动越剧烈无规则运动，温度越高，运动越剧烈”的结论。的结论。结论的得出用了科学推理的方法。结论的得出用了科学推理的方法。 2022-4-2316 (3)(3)通过等效转换法，把物体内能的变化用通过等效转换法，把物体内能的变化用温度的改变来判断；物体的温度升高，内能温度的改变来判断；物体的温度升高，内能增加，

6、温度降低，内能减少（不包括物态变增加，温度降低，内能减少（不包括物态变化过程中的物体）；物体内能的增加或减少化过程中的物体）；物体内能的增加或减少对外表现为物体温度的升高或降低。对外表现为物体温度的升高或降低。 2022-4-2317 (4) (4)在物体内能改变的实验中，通过转换法，易于在物体内能改变的实验中，通过转换法，易于观察。如在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸观察。如在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速压下去，活塞压缩空气了乙醚的棉花，把活塞迅速压下去，活塞压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高，到达乙醚着火做功，使空气内能增加，温度升高，到达乙醚着火点而着

7、火。在大口瓶内有一些水，水的上方有水蒸点而着火。在大口瓶内有一些水，水的上方有水蒸气；给瓶内打气，当瓶塞跳起时，瓶内出现白雾。气；给瓶内打气，当瓶塞跳起时，瓶内出现白雾。瓶塞跳起瓶内气体急剧膨胀对瓶塞做功，内能减小瓶塞跳起瓶内气体急剧膨胀对瓶塞做功，内能减小温度降低，瓶内水蒸气遇冷液化形成了温度降低，瓶内水蒸气遇冷液化形成了“白雾白雾”。2022-4-2318 (5)(5)通过做功和热传递两种途径改变物体的通过做功和热传递两种途径改变物体的内能：既可以用加热的方法使一个物体的温度内能：既可以用加热的方法使一个物体的温度升高，也可以通过做功的方法使物体升高相同升高，也可以通过做功的方法使物体升高

8、相同的温度，过程尽管不一样，但通过转换法使结的温度，过程尽管不一样，但通过转换法使结果可以是相同的。果可以是相同的。2022-4-23192.2.类比方法类比方法 分子运动论，应用了理想化模型法把组成物质分子运动论，应用了理想化模型法把组成物质的分子设想成球形；用类比方法把分子之间既有引的分子设想成球形；用类比方法把分子之间既有引力又有斥力，想象成被弹簧连着的小球。当分子间力又有斥力，想象成被弹簧连着的小球。当分子间的距离小时，作用力表现为斥力；当分子间的距离的距离小时，作用力表现为斥力；当分子间的距离稍大时，作用力表现为引力。稍大时，作用力表现为引力。 2022-4-23203.3.图象法图

9、象法 晶体和非晶体熔化过程的特点，可通过温度和加晶体和非晶体熔化过程的特点，可通过温度和加热时间的坐标图象来表示，热时间的坐标图象来表示， 水沸腾时的特点也可水沸腾时的特点也可由温度和加热时间的关系图象来表示。由温度和加热时间的关系图象来表示。 把温度、热量（加热时间）等反应物体因热传递把温度、热量（加热时间）等反应物体因热传递而发生变化的量，用直角坐标系的两轴表示，通过而发生变化的量，用直角坐标系的两轴表示，通过从描点连线的折线到平滑的熔化曲线的过程，可直从描点连线的折线到平滑的熔化曲线的过程，可直观形象准确地描述在加热过程中的变化规律。观形象准确地描述在加热过程中的变化规律。2022-4-

10、2321 1.1.类比法类比法 水在水管中沿着一定的方向流动，水管中就有了水水在水管中沿着一定的方向流动，水管中就有了水流；电荷在电路中沿着一定方向移动，电路中就有了流；电荷在电路中沿着一定方向移动，电路中就有了电流。水在水管中流动时，水管两端必须要有一定的电流。水在水管中流动时，水管两端必须要有一定的压力差，简称压力差，简称“水压水压”；同样，电荷在电路中定向流；同样，电荷在电路中定向流动时，电路两端也需要电压。水在水管中流动会受到动时，电路两端也需要电压。水在水管中流动会受到阻力，同样，电荷在导体中定向移动也会受到阻力，阻力，同样，电荷在导体中定向移动也会受到阻力，导体对电流的阻碍作用叫电

11、阻。看见，提出导体对电流的阻碍作用叫电阻。看见，提出“电压电压（电动势）（电动势）”、“电流电流”和和“电阻电阻”的概念，受了水的概念，受了水流的启发，运用了类比的方法。流的启发，运用了类比的方法。 2022-4-2322 2.2.理想化方法理想化方法 研究摩擦起电时，应用了理想化模型研究摩擦起电时，应用了理想化模型原子结构模型：原子是由位于中心的原子核和原子结构模型：原子是由位于中心的原子核和核外电子组成的，原子核带正电，电子带负电；核外电子组成的，原子核带正电，电子带负电；元电荷中的元电荷中的“原子结构原子结构”主要为引入主要为引入“电流电流”做铺垫。做铺垫。2022-4-23233.3.

12、等效转换法等效转换法 (1)(1)计算串联、并联电路的等效电阻就是利用了计算串联、并联电路的等效电阻就是利用了等效转换的方法，把两个电阻等效成一个总电阻。等效转换的方法，把两个电阻等效成一个总电阻。 (2)(2)摩擦使物体带了电，通过带电体吸引轻小物摩擦使物体带了电，通过带电体吸引轻小物体显示出来。验电器的两片金属箔张开表示物体带体显示出来。验电器的两片金属箔张开表示物体带了电，从验电器金属箔张角的大小，可以判断所带了电，从验电器金属箔张角的大小，可以判断所带电荷的多少。电荷的多少。 2022-4-2324 (3)(3)将不易观察到的现象通过其他直观现象将不易观察到的现象通过其他直观现象再现出

13、来。在研究小灯泡的实际功率时，通再现出来。在研究小灯泡的实际功率时，通过小灯泡的亮度变化，很方便地定性知道小过小灯泡的亮度变化，很方便地定性知道小灯泡实际功率的变化。在焦耳定律实验中，灯泡实际功率的变化。在焦耳定律实验中，将电热转换成两瓶中煤油升高的温度。将电热转换成两瓶中煤油升高的温度。 2022-4-2325 (4)(4)在电阻、电功率和电能的测量中，除电能在电阻、电功率和电能的测量中，除电能可以用电能表直接测量外，电阻、电功率都需要可以用电能表直接测量外，电阻、电功率都需要利用转换法进行间接测量；电阻根据欧姆定律利用转换法进行间接测量；电阻根据欧姆定律R=U/IR=U/I进行间接测量，用

14、电流表、电压表分别测进行间接测量，用电流表、电压表分别测出线路中的电流和线路两端的电压；电功率根据出线路中的电流和线路两端的电压；电功率根据P=UIP=UI进行间接测量，用电流表、电压表分别测出进行间接测量，用电流表、电压表分别测出通过用电器的电流和用电器两端的电压。通过用电器的电流和用电器两端的电压。2022-4-23264.4.控制变量法控制变量法 (1)(1)在探究决定电阻大小因素的实验中，如研究电在探究决定电阻大小因素的实验中，如研究电阻与导体长度的关系时，要保证选用相同材料制作阻与导体长度的关系时，要保证选用相同材料制作的导体，使它们的粗细、横截面积相同。的导体，使它们的粗细、横截面

15、积相同。 (2)(2)在探究电流与电压的关系、电流与电阻的关系在探究电流与电压的关系、电流与电阻的关系时，都是运用控制变量的方法来设计整个实验，如时，都是运用控制变量的方法来设计整个实验，如探究电流与电压的关系，要保证电阻不变；明确是探究电流与电压的关系，要保证电阻不变；明确是用什么方法保证什么量不变，用什么方法改变了什用什么方法保证什么量不变，用什么方法改变了什么量。么量。 2022-4-2327 (3)(3)在探究电流通过导体时产生热量跟什么因在探究电流通过导体时产生热量跟什么因素有关的实验中，明确每一次实验中控制的变量素有关的实验中，明确每一次实验中控制的变量是什么，在探究电阻与电热的关

16、系时，要保证电是什么，在探究电阻与电热的关系时，要保证电流、通电时间相同。流、通电时间相同。 5.5.比值定义法比值定义法 用电功率表示电流做功的快慢（消耗电能的快用电功率表示电流做功的快慢（消耗电能的快慢），电功率的定义是在单位时间内消耗的电能。慢），电功率的定义是在单位时间内消耗的电能。这种比值定义法在速度、密度、压强等概念的学这种比值定义法在速度、密度、压强等概念的学习中都利用过。习中都利用过。 2022-4-2328 1.1.理想化方法理想化方法 研究磁场时，应用了研究磁场时，应用了“磁感线磁感线”模型，依照铁屑模型，依照铁屑在磁场中排列的情况，画出一些有方向的曲线，这在磁场中排列的情

17、况，画出一些有方向的曲线，这些曲线的方向跟放在该点的小磁针静止时些曲线的方向跟放在该点的小磁针静止时N N极所指的极所指的方向一致，这样的曲线叫做磁感线；根据磁场方向方向一致，这样的曲线叫做磁感线；根据磁场方向的规定，磁体周围的磁感线都是从磁体的的规定，磁体周围的磁感线都是从磁体的N N极出来，极出来，回到磁体的回到磁体的S S极。利用磁感线可以方便、形象地描述极。利用磁感线可以方便、形象地描述磁场。磁场。2022-4-2329 2.2.逆向思维方法逆向思维方法 奥斯特发现了奥斯特发现了“电流的磁效应电流的磁效应”以后，许多人还在以后，许多人还在按按“电生磁电生磁”的正向思维定量讨论和解释磁的

18、电本质的正向思维定量讨论和解释磁的电本质时，法拉第却在考虑：既然时，法拉第却在考虑：既然“电电”可以可以“生磁生磁”，那，那么反过来，么反过来，“磁磁”是不是可以是不是可以“生电生电”呢？经过了呢？经过了1010年的研究，终于发现和总结出了法拉第电磁感应定律。年的研究，终于发现和总结出了法拉第电磁感应定律。这里，法拉第就是应用了逆向思维方法。这里，法拉第就是应用了逆向思维方法。“电生磁电生磁”和和“磁生电磁生电”的辩证关系，揭示了的辩证关系，揭示了“物质处于永恒的物质处于永恒的运动中，不同的物质和不同的运动形式之间又发生着运动中，不同的物质和不同的运动形式之间又发生着相互作用相互作用”。202

19、2-4-23303.3.控制变量方法控制变量方法 在研究电磁铁的实验中，要知道电磁铁的磁性在研究电磁铁的实验中，要知道电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，实验中就要进行变量控制，强弱跟哪些因素有关，实验中就要进行变量控制，当观测电流的影响时，要保持匝数和铁芯相同；当当观测电流的影响时，要保持匝数和铁芯相同；当观测匝数对电磁铁磁性强弱的影响时，要保持电流观测匝数对电磁铁磁性强弱的影响时，要保持电流和铁芯相同；当观测铁芯的影响时，要保持电流和和铁芯相同；当观测铁芯的影响时，要保持电流和匝数相同。匝数相同。 2022-4-23314.4.等效转换方法等效转换方法 (1)(1)对看不见、摸不着的东西可以根

20、据它们所产对看不见、摸不着的东西可以根据它们所产生的效应来认识它们。电流看不见、摸不着，通过生的效应来认识它们。电流看不见、摸不着，通过电流所产生的效应电流所产生的效应灯丝发光、电表的指针偏转灯丝发光、电表的指针偏转等就说明电路中有电流；认识磁场也要根据它产生等就说明电路中有电流；认识磁场也要根据它产生的效应来了解，磁场对放入其中的磁体有磁力作用，的效应来了解，磁场对放入其中的磁体有磁力作用，表明磁场的存在；通过小磁针放在磁场中的不同位表明磁场的存在；通过小磁针放在磁场中的不同位置，它的指向不同，说明磁场是具有方向性的；通置，它的指向不同，说明磁场是具有方向性的；通过铁屑有规则地排成一条条曲线

21、，形象直观地呈现过铁屑有规则地排成一条条曲线，形象直观地呈现出磁场的分布情况。出磁场的分布情况。2022-4-2332 (2)(2)电生磁的奥斯特实验，是通过当导体中有电生磁的奥斯特实验，是通过当导体中有电流通过时，转换成它旁边的磁针发生了偏转来电流通过时，转换成它旁边的磁针发生了偏转来显示出来的。显示出来的。 (3)(3)磁生电的法拉第电磁感应实验，是通过闭磁生电的法拉第电磁感应实验，是通过闭合电路中的一部分导体，在磁场中做切割磁感线合电路中的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导线中产生的感应电流由灵敏电流计的运动时，导线中产生的感应电流由灵敏电流计的指针发生偏转显示出来。指针发生偏转

22、显示出来。2022-4-2333 1.1.理想化方法理想化方法 (1)(1)匀速直线运动是一种理想化的情况，把运动匀速直线运动是一种理想化的情况，把运动路线简化为在平面上沿直线，而且方向不变的运动，路线简化为在平面上沿直线，而且方向不变的运动，把运动的快慢也加以简化，只研究快慢不变的运动，把运动的快慢也加以简化，只研究快慢不变的运动，这样简化以后的运动，是一种理想化的运动，就叫这样简化以后的运动，是一种理想化的运动，就叫匀速直线运动。匀速直线运动。 (2)(2)忽略一些摩擦力，研究定滑轮、动滑轮和滑忽略一些摩擦力，研究定滑轮、动滑轮和滑轮组的问题时，不考虑轴上的摩擦力。轮组的问题时，不考虑轴上

23、的摩擦力。2022-4-2334 (3)(3)在研究液体压强时，采用了理想化模型在研究液体压强时，采用了理想化模型的方法，在深度的方法，在深度h h处设想了面积处设想了面积S S的的“液片液片”（实际上不存在，是理想化的实体），由压强（实际上不存在，是理想化的实体），由压强公式公式p=F/Sp=F/S，计算，计算“液片液片”S S所受到的上方液体所受到的上方液体的压强，从而推导出液体压强的压强，从而推导出液体压强p=ghp=gh。2022-4-2335 2.2.控制变量法控制变量法 (1)(1)探究摩擦力的大小与什么因素有关中，影响探究摩擦力的大小与什么因素有关中，影响摩擦力的因素很多，对这些

24、因素与摩擦力大小的摩擦力的因素很多，对这些因素与摩擦力大小的关系，只能一个一个地单独研究，这就是在研究关系，只能一个一个地单独研究，这就是在研究多因素问题时必须注意的多因素问题时必须注意的“控制变量控制变量”的方法。的方法。 (2)(2)在探究液体压强的特点的实验中，利用控制在探究液体压强的特点的实验中，利用控制变量法，探究液体的压强与液体的密度、深度是变量法，探究液体的压强与液体的密度、深度是否有关。否有关。2022-4-2336 (3)(3)探究压力的作用效果跟什么因素有关，因探究压力的作用效果跟什么因素有关，因为压力的效果与两个因素有关，所以要通过控制为压力的效果与两个因素有关，所以要通

25、过控制变量法研究压强与压力的大小、与受力面积的大变量法研究压强与压力的大小、与受力面积的大小的关系，在做实验时，重点是弄清楚每一步实小的关系，在做实验时，重点是弄清楚每一步实验所控制的变量和如何观察并且比较压力的不同验所控制的变量和如何观察并且比较压力的不同效果即压痕的深度。效果即压痕的深度。2022-4-23373.3.比值定义法比值定义法 (1)(1)速度概念是这样引入的：百米运动员在比赛速度概念是这样引入的：百米运动员在比赛时，观众是看谁跑在前面，就说谁跑得快，时，观众是看谁跑在前面，就说谁跑得快，“用相用相同的时间比路程同的时间比路程”；裁判是看谁用的时间短，谁就；裁判是看谁用的时间短

26、，谁就跑得快，跑得快，“用相同的路程比时间用相同的路程比时间”。在物理学中我。在物理学中我们采用的是观众的方法，即们采用的是观众的方法，即“相同的时间比路相同的时间比路程程”单位时间内通过的路程。初中物理中的压单位时间内通过的路程。初中物理中的压强、密度、电流强度、功率等都是这样定义的。强、密度、电流强度、功率等都是这样定义的。2022-4-2338 (2)(2)密度的定义用了比值不变反映的数量关系来定密度的定义用了比值不变反映的数量关系来定义物理量的方法，同种物质的质量与体积的比值是义物理量的方法，同种物质的质量与体积的比值是一定的；物质不同，它们的质量与体积的比值也不一定的；物质不同，它们

27、的质量与体积的比值也不同，这反映了不同物质的不同属性，物理学用同，这反映了不同物质的不同属性，物理学用“密密度度”表示这种特性。表示这种特性。 (3)(3)压强的定义是通过实验数据计算不同情况下单压强的定义是通过实验数据计算不同情况下单位面积所受的压力的大小，可以利用压力与受力面位面积所受的压力的大小，可以利用压力与受力面积的比值大小表示压力效果的大小，把物体单位面积的比值大小表示压力效果的大小，把物体单位面积上受到的压力叫做压强。积上受到的压力叫做压强。2022-4-2339 4.4.科学推理法科学推理法 牛顿第一定律的得出是建立在伽利略等人研牛顿第一定律的得出是建立在伽利略等人研究的基础上

28、的，不是直接由实验得出的，而是究的基础上的，不是直接由实验得出的，而是在大量经验事实的基础上，根据伽利略小车实在大量经验事实的基础上，根据伽利略小车实验，通过推理的方法抽象概括出来的。验，通过推理的方法抽象概括出来的。 2022-4-23405.5.等效转换法等效转换法 (1)(1)在变速运动中，运动速度都在改变，利用在变速运动中，运动速度都在改变，利用“平均平均”的效果相同的思想，进行转换的方法，研的效果相同的思想，进行转换的方法，研究某一段时间内运动的平均速度。究某一段时间内运动的平均速度。 (2)(2)用量筒测量不规则形状物体体积，采用了等用量筒测量不规则形状物体体积，采用了等量占据空间

29、的替代方法，把固体的体积等量转换成量占据空间的替代方法，把固体的体积等量转换成了排开水的体积。了排开水的体积。2022-4-2341 (3)(3)在探究浮力的大小实验中，利用等效转换的在探究浮力的大小实验中，利用等效转换的方法，物体浸在液体中的体积等于物体排开液体方法，物体浸在液体中的体积等于物体排开液体的体积，把物体所受浮力的大小转换成了排开水的体积，把物体所受浮力的大小转换成了排开水的重力。的重力。 (4)(4)在托里拆利实验中，利用等效转换的方法，在托里拆利实验中，利用等效转换的方法，把大气压强转换成了水银柱的压强，根据液体压把大气压强转换成了水银柱的压强，根据液体压强公式强公式p=gh

30、p=gh计算出了大气压强的数值。计算出了大气压强的数值。2022-4-2342 (5)(5)在测量滑动摩擦力的实验中，用弹簧测在测量滑动摩擦力的实验中，用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿长木板滑动，从弹力计匀速拉动木块，使它沿长木板滑动，从弹簧测力计的示数，读出了木块与长木板之间的簧测力计的示数，读出了木块与长木板之间的摩擦力的大小，就是利用了转换法，木块做匀摩擦力的大小，就是利用了转换法，木块做匀速直线运动时，它所受的拉力和摩擦力是一对速直线运动时，它所受的拉力和摩擦力是一对平衡力。平衡力。2022-4-2343最后需要强调指出：最后需要强调指出： “掌握一种科学方法胜过解答掌握一种科学方法胜

31、过解答十个问题十个问题”。对科学方法的学习和考查体现着一种。对科学方法的学习和考查体现着一种新的教学理念，通过科学方法的学习使学生养成良新的教学理念，通过科学方法的学习使学生养成良好的思维习惯，在解决问题时能尝试运用各种物理好的思维习惯，在解决问题时能尝试运用各种物理学研究方法，不断提高科学素质。物理新课程提出学研究方法，不断提高科学素质。物理新课程提出三维教学目标，其中过程与方法是主要目标之一，三维教学目标，其中过程与方法是主要目标之一，要落实三维教学目标，教师必须认真分析教材，充要落实三维教学目标，教师必须认真分析教材，充分挖掘教学内容中蕴含的物理学方法要素。分挖掘教学内容中蕴含的物理学方法要素。