科学方法专题训练
一、控制变量法
自然界中发生的各种物理现象往往是错综复杂的，因此影响物理学研究对象的因素在许多情况下并不是单一的，而是多种因素相互交错、共同起作用的．譬如说某段导体中通过电流的大小不仅和其两端电压有关，还和这段导体的长度、横截面积的大小及材料种类等因素有关．所以要想精确地把握研究对象的各种特性，弄清事物变化的原因和规律，单靠自然条件下整体观察研究对象是远远不够的，还必须对研究对象施加人为的影响，造成特定的便于观察的条件，这就是“控制变量”的方法．例如为了研究某物理量同影响它的三个因素中的一个因素之间的关系，可将另外两个因素人为地控制起来，使它们保持不变，以便观察和研究该物理量与这一因素之间的关系．这种方法在实验数据的表格上的反映为：某两次实验只有一个条件不相同，若两次实验结果不同，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，也是中考出题最多的方法。 控制变量法在初中物理中的应用实例有：
⑴如何比较两个物体或两个人的运动速度？v =s/t ⑵研究影响力的作用效果的因素； ⑶研究滑动摩檫力与哪些因素有关；
⑷物体对支撑面的压强与压力、受力面积的关系。P=F/S ⑸研究液体内部的压强；
⑹物体在液体中所受浮力大小与液体密度、物体排开液体体积的关系。 ⑺研究决定动能大小的因素 ⑻研究决定重力势能大小的因素
⑼研究琴弦发声的音调与弦粗细、松紧、长短的关系； ⑽研究影响液体蒸发快慢的因素；
⑾研究物体吸热与物质种类、质量、温度的关系； ⑿研究决定电阻大小的因素
⒀研究电流与电压、电阻的关系（欧姆定律）
⒁研究电功与哪些因素有关； ⒂研究电功率与电压、电流的关系
⒃研究电流产生的热量与电流、电阻、时间的关系（焦耳定律） ⒄电磁铁磁性强弱与线圈中电流大小、线圈匝数、有无铁芯的关系。 ⒆研究通电导体在磁场中的受力与哪些因素有关； ⒆研究影响感应电流的方向因素； 【热点例题1】
【热点例题1】下表是某实验小组所做的“探究摩擦力大小跟哪些因素有关”的实验记录：
实验次数 ① ② ③ 接触面的材料 木块与木板 木块与木板 木块与毛巾 压力F/N 8 12 12 摩擦力f摩／N l.6 2.4 5.0 (1)分析比较序号①与②的实验数据，可得出的结论是 。 (2)分析比较序号 的实验数据，可得出的结论是：压力相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大。
(3)上述研究方法叫“拉制变量法”，下列实验中用到此方法的有 (填序号) ①探究电压、电流与电阻的关系； ②探究动能跟哪些因素有关； ③探究固体熔化时温度的变化规律； ④研究影响电磁铁磁性强弱的因素。 【思路分析】（1）分析比较序号①与②可看出接触面的材料是相同的，压力不同，而且压力越大摩擦力也随着变大。（2）② 与 ③的压力相同，接触面的材料不同。（3）探究电压、电流与电阻的关系、探究动能跟哪些因素有关和研究影响电磁铁磁性强弱的因素这三个实验用到了拉制变量法，但是探究固体熔化时温度的变化规律没有用到拉制变量法。 【答案】(1)在接触面间材料性质相同时，压力越大。摩擦力就越大。
（2）② ③ （3）① ② ④
二、推理法
推理法是在观察实验的基础上，忽略次要因素，进行合理的推理，可出结论，达到认识事物本质的目的。
推理法在初中物理中的应用实例有：
真空不能传声；自然界中只有两种电荷；牛顿第一定律的得出
【热点例题2】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，伽利略通过方法图-1（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
方法图-1
动下去。推理的方法同样可以用在“研究声音的传播”实验中。如图方法图-1（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”这一结论的？
【思路分析】伽利略通过如图（甲）所示的实验，发现当阻力越小时，小车速度减小得就越慢，由此推理出，如果阻力为零，小车的速度将不减小，即做匀速直线运动。在图乙这个实验中，虽不能把玻璃罩内抽成真空状态，但随着玻璃罩内空气的减少，听到的声音越来越小，由此可推理得出“声音不能在真空中传播”
【答案】随着罩内空气的不断抽出，听到铃声越来越弱，可以推理：如果罩内被抽成真空，将听不到铃声，由此可以推出“声音不能在真空中传播”。 三、模型法
实际中的事物都是错综复杂的，在用物理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。在研究光现象时，光线是模型。在研究磁现象时，磁场是模型。在研究简单机械时，杠杆是模型等。
模型法在初中物理中的应用实例有：
⑴表示光的传播方向的直线——光线。即沿光的传播路线画一条直线，并在直线上画上箭头表示光的传播方向，这就叫做“光线”。而实际上我们在观察太阳、电灯……光源所发
出的光时，是看不见带箭头的直线的。引入“光线”这一模型，只是为了研究光现象方便，如果不用光路图就很难学习光现象的知识。
⑵用力的示意图表示力的三要素，物体间力的作用是看不见，摸不着的，为了更好地研究物体受力，并发现其中的规律，我们用一根带箭头的线段来表示力。
⑶磁场模型,用磁感线表示磁场的分布。磁场是看不见，摸不着的，为了更好地研究磁场，我们引入磁感线，磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线的方向表示磁场的方向。 ⑷研究连通器原理时用到液片模型。 ⑸电路图是实物电路的模型。
⑹研究肉眼观察不到的原子结构时，建立原子核式结构模型。
【热点例题3】甲、乙两棵树的根系的深浅以及发达程度基本相同，但乙树高于甲树。当我
们想知道哪棵树容易被大风吹倒或折断时，我们可以把树看做是一个模型。由此可判断出， 树容易被吹倒或折断。
【思路分析】当我们想知道哪棵树容易被大风吹断或折断，我们可以把树看做是一个杠杆模型。树越高，重心越高，力臂越长。由杠杆知识可知，当作用的力相同时，乙树更容易被吹倒或折断。
在科学探究中，除了以上常用的几种方法以外，还有比较法、放大法、图象法、观察法、计算法等。 【答案】乙 四、
比较法
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。 比较法在初中物理中的应用
1、在学习汽化现象时，研究蒸发与沸腾的异同点 2、比较电流表与电压表在使用过程中的相同点与不同点
方法图-3
【热点例题4】下面是同学们做过的一些物理实验，请对这些实验分别进行分析，并得出所反映的物理规律。
如图方法图-3甲：铅笔两端对手指的压力大小相同，但手指上肌肉的凹陷程度和感觉均不同。说明：在压力相同时： 。
(2) 如图方法图-3乙：同时在热水和冷水中各滴一滴墨水，热水的颜色先变均匀。说明： 。
【思路分析】（1）通过对比可以发现虽然铅笔两端对手指的压力大小相同，但手指上肌肉的凹陷程度和感觉均不同，说明了压力相同时，受力面积不同，压力的作用效果不同，既压力相同时，压强和受力面积的大小有关。
（2）热水的颜色先变均匀，说明热水的分子运动剧烈，既温度越高，分子运动越剧烈。 【答案】（1）压强和受力面积的大小有关（或压力相同时，受力面积越小，压强越大）
（2）温度越高，分子运动越剧烈
五、类比法
类比法在物理中有广泛的应用。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。在物理教学中，类比方法可以帮助理解较复杂的实验和较难的物理知识。
类比法在初中物理中的应用 1、 电流类比水流 2、 电压类比水压 3、 声波类比水波
4、 分子间的作用力类比弹簧间的作用力 5、 分子动能类比运动的篮球具有的动能