物理科学方法题例析，本文主要内容关键词为：物理论文,科学论文,方法论文,题例析论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、公式法
对物理数据进行处理时，经常要用公式来表示实验的结果.公式的特点是准确、简洁、明了.
例 科学家通过实验探究某一定质量的气体在体积不变的情况下压强P随温度t变化的规律，得到如下表所示的一组t和P的数据：
分析表中的实验数据，可推知上述气体的压强P与温度t间的关系式应为________.
分析 由表格数据可知，温度每增加25℃，气体的压强增加10kPa.由此可推知：P=100+0.4t（kPa）.
二、等效法
在物理实验中常用到等效法：例如将一个7Ω的电阻替换某支路中2Ω和5Ω串联的电阻，在其他条件下，该支路中电流不变，说明一个7Ω的电阻与阻值为2Ω和5Ω串联的电阻对电流的阻碍作用是等效的.所以可用的7Ω的电阻替代2Ω和5Ω串联的电阻.
例 在用如图所示电路测量未知电阻的实验中用的就是等效替代法，其中R[，x]是等测电阻（阻值大约几百欧），R是滑动变阻器，R[，0]是电阻箱（电阻箱的最大电阻值大于R[，x]）.
请根据实验电路图把下列主要实验步骤中的空白填空.
（A）按电路图连接好电路，并将电阻箱R[，0]的阻值调至最大
（B）闭合开关S[，1]前，滑片P置于________端（选填“a”或“b”）
（C）闭合开关S[，1]
（D）闭合开关________，调节滑片P，使电流表指针在适当的位置，记下此时电流表的示数I
（E）先断开开关________，再闭合开关________，保持________的电阻不变，调节________，使电流表的示数仍为I.
分析 本题的设计思想是S[，1]、S[，3]闭合时，R[，x]与R串联；S[，1]、S[，2]闭合时，变阻箱R[，0]与R串联，并且在R不变的情况下，电流表的示数不变.根据串联电路的知识可知，R[，x]的阻值等于变阻箱R[，0]的阻值.本题的巧妙之处是用变阻箱R[，0]来代替R[，x]，通过R[，0]来反映R[，x]的大小，故答案分别为：a、S[，3]、S[，3]、S[，2]、R、R[，0].
三、控制变量法
科学实验中常用控制变量法，而实验的灵魂在于控制，只有对变量进行有效的控制，排除了其他因素的影响，才能得出客观的结论.
例 在做“决定电阻大小的因素”实验时，为了便于研究，采取控制变量法，即每次挑选两根合适的导线，测出通过它们的电流，然后比较其大小，最后得出结论.
（1）为了研究电阻与导体横截面积的关系，应选用的两根导线是________.
（2）为了研究电阻与导体材料的关系，应选用的两根导线是________.
（3）为了研究电阻与导体长度的关系，应选用的两根导线是________.
分析 影响电阻大小的因素有：材料、长度、横截面积和温度.为了研究电阻与某因素的关系，应控制其他因素相同.故答案为：（1）A、D（2）A、B（3）B、C
四、图象法
例 科学探究需要收集和处理数据.在已有大量数据时，要想更容易地了解概况并找出规律，对数据的处理方法就显得十分重要.下表给出的是大气压跟对应高度的一些测量数据，请你采用学过的方法或自己创造的方法（只写出一种方法），形象、准确地表示出大气压随高度的变化情况.根据你对数据的处理分析，你认为大气压随温度变化有什么规律？若某地的大气压强为7.0×10[4]Pa，请你推测一下当地的高度：
分析 采用图象法.由图象可知，大气压强随着高度的增加而减少.当大气压强为7.0×10[4]Pa时，可推知当地高度为2.8km.
科学的精髓在于创新，而让学生参与实际过程的设计，则有利于创新能力的培养，从而真正地把知识转化为创造力.
例 某工厂抗洪抢险的解放军战士自制一批“救生衣”.这种救生衣是将泡沫塑料包缝在背心上.它的技术指标之一是，穿上这种救生衣必须使人的头部露出水面.制作前，设计人员要通过搜集数据来估算每个救生衣的最小体积.下列是设计人员搜集的一些数据：
（1）人体的质量m[，1]；（2）人体的密度ρ[，1]；（3）人体的体积V[，1]；（4）人头部体积与人体体积的比例关系K；（5）水的密度ρ；（6）泡沫塑料的密度ρ[，2]；（7）泡沫塑料的质量m[，2].你认为知道哪些数据就能完成这些要求：
（A）（1）（2）（4）（5）（6）（B）（1）（2）（5）（6）（7）
（C）（1）（4）（6）（7） （D）（2）（3）（4）（5）（6）
分析 本题用浮力知识来解决：
为保证安全，人和泡沫塑料受到的总浮力应等于人和泡沫塑数据总重，即F[，浮]=G[，总]，可化为：m[，1]g+m[，2]g＝ρg（km[，1]/ρ[，1]+m[，2]/ρ[，2]）.则可知需要的数据有：（1）、（2）、（5）、（6）、（7），答案为（B）.
六、科学猜想+实验+科学推理的方法
例 1991年8月《新民晚报》报道一则消息：上海的信鸽从内蒙古放飞后，经历20余天后，返回上海市区鸽巢.信鸽这种惊人的远距离辨认方向的本领，实在令人称奇.人们对信鸽有高超的认路本领的原因作出了如下猜想：
（A）信鸽对地形地貌有极强的记忆力
（B）信鸽能发射并接收某种超声波
（C）信鸽能发射并接收某种次声波
（D）信鸽体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨别方向
那么信鸽究竟靠什么辨别方向呢？科学家们曾经作过这样一个实验：把几百只训练有素的信鸽分成两组.在一组信鸽的翅膀下各缚一块小磁铁，而在另一组信鸽的翅膀下各缚一块大小相同的铜块，然后把它们带到离鸽舍一定距离的地方放飞，结果绝大部分缚铜块的信鸽飞回到宿舍，而缚着磁铁的信鸽却全部飞散了.科学家的实验支持了上述哪种猜想？
分析 本题的思维过程：提出四种猜想→对比实验→科学推理→得出结论（信鸽体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨别方向）.
七、类比法
例 学生在学习电学知识时，在老师引导下联想到力学中水流形成的实验现象，进行比较并找出相似的规律，其中不正确的是
（A）水压使水管中形成水流；类似地，电压使电路中形成电流
（B）抽水机是提供水压的装置；类似地，电源是提供电压的装置
（C）抽水机工作时消耗水能；类似地，电灯发光时消耗电能
（D）水流通过涡轮转动时，消耗水能转化为涡轮的动能；类似地，电流通过电灯时，消耗电能转化为内能和光能
分析 类比过程如下：
抽水机→水压→水流→涡轮转动（消耗水能）
电源→电压→电流→电灯发光（消耗电能）
答案：（C）.
八、建模法
物理学常把实验的研究对象或实际的过程抽象成物理模型.
例 甲、乙两棵树，它们根系的深浅及发达程度基本相同，但乙树高于甲树.当我们研究哪棵树容易被大风吹倒或折断时，可以把树看作是一个________模型，由此就可以判断出________树容易被吹倒或折断.
分析 风吹动时，树干和树梢部分以根为固定点转动，则树的物理模型是杠杆.由杠杆的知识可知：树越高，力臂越长，故乙树容易被吹断.