第1个回答 2010-05-08
物理学中部分研究方法试题归纳：
一．对比（比较法）：
寻找几个事物共同点或不同点的研究方法叫对比，这是一种常用的研究方法。
例研究不同色光混合及不同颜料混合；研究蒸发和沸腾的相同点和不同点；研究凸透镜和凹透镜的相同点和不同点。在研究蒸发快慢的决定因素时，在应用控制变量的同时，也采用了对比的方法，比较哪一个蒸发快。
例1：下面是小宇同学在物理学习中的几个研究实例：
（1）在学习汽化现象时，研究蒸发与沸腾的异同点
（2）根据熔化过程的不同，将固体分为晶体和非晶体两类
（3）比较电流表与电压表在使用过程中的相同点与不同点
（4）在研究磁场时，引入磁感线对磁场进行描述
上述几个实例中，采用的主要科学研究方法是“比较法”的为（ ）。
A．（1）、（3） B．（3）、（4） C．（2）、（3） D．（2）、（4）
二．控制变量法
当研究的一个物理量与2个或2个以上的其它物理量有关时，常采用只改变一个物理量，而使其余物理量保持不变，从而得出被研究物理量和改变量的关系。
如研究蒸发快慢决定因素；摩擦力大小决定因素；研究压强和压力、受力面积的关系；液体压强和液体密度、深度的关系；浮力大小的决定因素。动能大小和物体质量、速度的关系；重力势能大小和质量、举高高度的关系；物体吸热多少和物质种类、质量、升高温度三者之间的关系；电流和电压及电阻之间的关系；电功和电流、电压、及通电时间的关系。
例2中：
①滑动摩擦力大小跟哪些物理量有关
②牛顿在伽利略等人的基础上得出牛顿第一定律
③电流产生的热量与哪些因数有关
④研究磁场时，引入磁感线
应用“控制变量法”进行研究的是（ ）
A．①和③ B．①和② C．②和④ D．③和④
三．等效替代法
根据作用效果相同的原理，作用在同一物体上的两个力，我们可以用一个合力来代替它。这种“等效方法”是物理学中常用的研究方法之一，它可使我们将研究的问题得到简化。
例3：以下几种情况中，属于这种“等效方法”的是( )
A．在研究磁现象时．用磁感线来描述看不见、摸不着的磁场
B．在研究电现象时，用电流产生的磁效应来研究看不见，摸不着的电流
C．两个电阻并联时，可用并联的总电阻来代替两个电阻
D．在研究电流的变化规律时，用水压和水流来类比电压和电流
例4：将一个7Ω的电阻替换某支路中2Ω和5Ω串联的电阻，在其他条件不变时，该条支路中电流不变，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，因此可用7Ω的电阻替代2Ω和5Ω串联的电阻。在用如图8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Rx只是待测电阻(阻值大约几百欧)，R是滑动变阻器，R0是电阻箱(电阻箱的最大电阻大于Rx)。
请根据实验电路图把下列主要实验步骤中的空白填齐。
①按电路图连好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大。
②闭合开关S1前，滑片P置于 端(填“a”或“b”)。
③闭合开关S1。
④闭合开关 ，调节滑片户，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数I。
⑤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。
⑥实验结果，待测电阻Rx的大小为 。
四．实验推理法（理想化实验）
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。
推理的方法同样可以用在“研究声音的传播”实验中。如图（乙）所示的实验中，现有的抽气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”这下结论的？
例5：在研究真空能否传声的时候，把闹钟放在玻璃罩内，用抽所机逐渐抽出罩内空气，听到铃声逐渐减小，实验中无法达到绝对真空，但可以通过铃声的变化趋势，推测出声音不能在真空中传播，这种方法称为“理想化实验”。英国的物理学家牛顿曾经研究过这样一个问题：从高山上用不同的水平速度抛出物体，抛出速度大，落地就离山脚越远，当速度越来越大时，物体将如何运动呢？当时他无法使物体达到很大的速度，但他通过科学的推测得出了一个重要的结论。
请你根据以上提示及牛顿当年所绘制的草图推测出这个结论：
。
现代科技领域中应用这个结论制成了：
。
伽利略等人利用相似的推理方法对力和运动的关系进行了研究，牛顿在此基础上总结出了著名的 定律。
五．转换法
对于看不见，摸不着的东西或不易直接观察认识的问题，我们可以通过它所产生的作用或其他途径来认识它，这是物理学中常用的一种方法—转换法
例6：声音是由发声体振动产生的，有些发声体的振动是人眼不易观察的，如用手敲打桌面时听到了声音，但看不到桌面的振动，对于这种问题该采用什么方法来解决呢？
答：
例7：下面几个研究实例，其中运用的方法跟运用电流通过导体产生的效应的大小来研究电流大小这种方法相同的是（ ）
A研究动能的大小跟哪些因素有关；B人们认识自然界只有两种电荷
C用扩散现象认识分子的运动
例8：爱因斯坦曾说过：“磁场大物理学家看来正如他坐的椅子一样实在”，磁场虽然看不见、摸不着，但可以通过对小磁针的作用证明其存在，在物理学中还有其他一些现象也是这样，如用 可证明
的存在。
例9：通常情况下，分子运动看不见、摸不着，但我们可以通过研究一些看得到的宏观现象来研究它的运动情况．如图，在学习分子运动的理论时，我们通过研究墨水在冷、热水中扩散的快慢可以知道分子运动快慢与温度的关系，这种方法在科学研究上叫做“转换法”．下面是小红同学在学习中遇到的四个研究实例，其中采取“转换法”的是
A．通过观察电磁铁是否吸引大头针，来判断电磁铁有无磁性
B．研究电流时，将电流比做水流；C．将撬棒抽象为绕固定点转动的硬棒
D．研究物体重力势能大小与高度的关系时，保证物体的质量一定
六．类比的方法
两类不同事物之间某种关系上的相似叫类似，从两类不同事物之间找出某些相似的关系的思维方法，叫类比。借助类比，常能创造性地解决一些十分陌生、十分困难的问题，在物理学中，现象、属性、概念、规律、理论和描述手段等涉及的种种关系，都可以是类比的对象。
例10：电压这个概念不好理解，物量学专门引入水压来讲述这个概念，便于我们理解，这种方法就是“类比法”。下列实例中研究跟这种方法不同的是（ ）
A、用电流产生的效应大小来研究电流的大小 ； B、用电流大小来比作水流大小；C、研究电源的使用，引入抽水机；D、研究多个力作用产生的效果，引入合力
例11. (2001年哈尔滨) 学生学习电学知识时，在老师的引导下，联想到如图2所示的力学实验现象，进行比较找出相类似的规律，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) 水流通过涡轮时，消耗水能转化为涡轮的动能；
(E )电流通过电灯时，消耗电能转化为内能和光能
七、模型法
①为了研究的需要，把物理实体或物理过程经过科学抽象转化为一定的模型，这种转化忽略了一些次要因素，突出主要因素，所以这种模型叫“假想模型法”又叫“理想模型”。它是物理教学的基础，可使物理教学简单化，形象直观化，又可使具体问题普遍化，便于学生发挥抽象思维、形象思维、发散思维。
②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到无法直接观察的现象。例如：①研究分子、原子结构时，提出一种结构模型的猜想——原子核式模型（行星模型）；②研究撬棒撬石块时，把撬棒当做是杠杆模型
例12：在物理学习中，为了研究问题的方便，教科书出现了：
①在研究光的传播时，引入了“光线”；②在研究声音传播时，引入了“介质”
③在研究热的传递时，引入了“热量”；④在研究磁场时，引入了“磁感线”
在上述四种情况中，属于科学家假想而实际并不存在的是（ ）
A、①和② B、②和③ C、③和④ D、①和④
例13：请尝试把下列研究问题的过程与所运用的方法用笔划线连接起来
①通过扩散现象认识分子的无规则运动 A： 模型法
②在实验的基础上推想得出牛顿第一定律 B： 等效替代法
③用磁感线描述磁场 C：转换法
④通过控制质量，研究动能与速度的关系 D： 实验推理法
⑤曹冲称象 E：控制变量法
⑥斜拉索大桥的结构可以简化成杠杆
八、观察法
观察法是指人们在自然存在的条件下，对自然、实验的现象和过程，通过人的感觉器官或借助科学仪器对有关物理现象，有目的、有计划地进行观察、研究的一种基本方法。
所谓“自然存在的条件”，是指对观察对象不加控制、不加干预、不影响其常态，所谓“有目的、有计划”，是指根据科学研究的任务，对于观察对象、观察范围、观察条件和观察方法作了明确的选择，而不是观察能作用于人感官的任何事物。
��例14（陕西）�阅读下面短文
两小儿辨日�《列子》
��孔子东游，见两小儿辨斗，问其故．
��一儿曰：“我以日始出时去人近，而日中时远也．”
��一儿以日初远，而日中时近也．
��一儿曰：“日初出大如车盖，及日中则如盘盂，此不为远者小而近者大乎？”��一儿曰：“日初出苍苍凉凉，及其日中如探汤，此不为近者热而远者凉乎？”孔子不能决也．
��两小儿笑曰：“孰为汝多知乎！”
��注释：去〔距离〕；孰为汝多知乎！〔谁说你多智慧呢！〕
� 这个故事写得生动而又寓意深刻，根据自己的理解，任意选做下列两个填空．
�（1）两小儿在争辩中，用到了物理学中________________部分的知识．
�（2）他们探索自然现象时采用的方法是_____________________．
九、探究法：
探究法是指用科学的方法深入探讨、反复研究事物的本质和规律它既是一种研究方法，也是一种学习方法
��例15．（青岛）�小宇最喜爱的玩具是叔叔送给他的生日礼物，那是三只大小、形状完全相同的凸透镜，分别由玻璃、水晶、塑料制成．现在小宇想要探究“大小、形状相同的凸透镜的焦距与制作材料是否有关”，请你帮助他设计这次探究的全过程，完成如下的工作：
��（1）这次探究所需要的器材有哪些？请你写出来．
��（2）请你写出探究的主要步骤．
��（3）请你设计出实验现象或实验数据记录表格．
��（4）在这次探究过程中，你所运用的1种主要的科学研究方法是什么？
十、累积法：
在测量的量很小时，将很多规格、性质相同的物体累加起来测量，然后除以个数算出平均值以减小误差的方法就叫累积法。
例 16.(2001年河南省)如下三项实验：(1)用刻度尺测细铜丝直径：把细铜丝在铅笔上紧密排绕50圈，然后用刻度尺量出线圈的总长度再除以50；(2)测一个大头针的质量；先测出l00个大头针的总质量，再除以lO0；(3)研究影响摩擦力大小的因素：先保持压力相同，研究摩擦力与接触面粗糙程度的关系：再保持接触面的粗糙程度相同 ，研究摩擦力与压力大小的关系。
上述三项实验中， 两项实验的思想方法是相同的，这两项实验遇到的的问题的共同特点是 ，解决办法的共同特点是 。
十一、比值法
17. 物理学常用“比值法”来定义物理量。请你参照下面给出的题例再举两个例子 (需说明定义的物理量名称及其数学表达式，讲明是什么物理量与什么物理量的比值及这个比值的物理意义)
例 速度 ，是路程与时问的比值；它表示物体运动的快慢。
（1）：
（2）：
十二、估算法
所谓估算就是“会根据概念、公式、法则对数、式、方程进行正确的运算和变形；能分析条件，寻求合理、简捷的运算途径；能根据要求对数据进行估计，并能进行计算”。
例18.把掉在地面上的苹果捡回桌面，克服重力做的功大约接近于( )
A.0.01J B.0.1J C.1J D.1OJ
十三、分析归纳法
归纳方法是透过现象抓本质，将一定的物理事实（现象、过程）归入某个范畴，并找到支配的规律性。完成这一归纳任务的方法是：在观察和实验的基础上，通过审慎地考察各种事例，并运用比较、分析、综合、抽象、概括以及探究因果关系等一系列逻辑方法，推出一般性猜想或假说，然后再运用演绎对其进行修正和补充，直至最后得到物理学的普遍性结论。
例19〔2002年 黄冈) 苹果从2m高的树上落下越来越快；电力机车牵引列车厢前进一段距离；燃烧的气体使火箭从地面升入高空。探究这些实例，可归纳出三个方面的物理概念和规律，具体表述为：
（1） ；
（2） ；
（3） 。
十四、假设法
物理解题中的假设，从内容要素看有参量假设、现象假设和过程假设等，从运用策略看有极端假设、反面假设等．利用假设，我们可以方便地对问题进行分析、推理、判断，恰当地运用假设，可以起到化拙为巧、化难为易的效果．下面，结合实例介绍假设法在物理解题中的具体运用．
一、参量假设
有些物理问题给出的已知条件甚少，仅凭这些条件是无法建立方程求解的．因此，解题中必须恰当地假设一些辅助参量，根据这些参量之间的关系建立方程，运算中逐一消去这些辅助参量，求得问题的解．
例20 如图1所示，一根粗细均匀的木棒，置于盛水的杯上，恰好静止，木棒露出杯外和浸在水中的长度均为木棒全长的14，求该木棒的密度．
图1 图2
二、现象假设
物理量之间的联系，总是在一定的物理现象和物理过程中发生的．但是，有些物理问题往往隐去对物理现象和物理过程的描述，让解题者自己去设置物理现象，为物理量之间架起联系的桥梁．
例21 将质量为m1、比热为c1的甲金属与质量为m2 、比热为c2的乙金属混合制成合金，求这块合金的比热．
三、过程假设
对物理过程设置障碍，使物理过程隐晦莫测，这是许多物理习题的一大特点．避开过程障碍 ，大胆巧妙假设一个虚拟过程，用假设的虚拟过程代替真实过程，并在此基础上求得原问题的解，这是解决“过程障碍”类问题的一种有效的方法．
例22. 甲、乙、丙三种液体，质量分别为2千克、3千克、4千克，温度分别为15℃、25℃、35℃，比热分别为4.2×103焦/（千克•℃）、2.4×103焦/（千克•℃）、2.1×103焦/（千克• ℃）．求这三种液体混合后的共同温度．（混合过程中的热量损失不计）
四、极端假设
极端假设就是抓住问题中的某些变化因素，假设把这些变化推向极端，通过极端状态的分析，对问题作出快捷的判断．
例23. 甲、乙两人都从跑道的一端前往另一端，甲在一半时间内跑，在另一半时间内走，而乙在一半路程上跑，在另一半路程上走，他们跑和走的速度分别相同，问谁先到达终点？( )
A．甲先到终点 B．乙先到终点 C．甲、乙同时到达终点 D．无法判断
五、反面假设
问题中的物理情景也许只呈现出正面的正常现象，如果顺着题意仅从正面考虑，会觉得问题无懈可击，找不到解题的一点蛛丝马迹．正难则反，假设一个反面现象，从反面着手，常常会茅塞顿开，迅速找到解题的突破口．
例24.A、B、C、D四个标有“110V100W”字样的灯泡，要把它们接在220伏的电路中使用，图3甲、乙所示的两种接法中哪一种更好？试说明理由．
图3本回答被提问者采纳