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物理控制变量法的例子 [浅谈控制变量法在物理教学中的应用]

时间:2019-01-14 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  控制变量的研究方法,是人们研究问题、探索规律的一种基本方法.由于自然界发生的各种现象往往是错综复杂的,决定某一现象产生的原因常常很多,为了弄清事物变化的原因和规律,必须设法把其中一个或几个因素用人为的方法控制起来,使它保持不变,然后比较、研究其它两个变量之间的关系.物理学科“规律多、实验多”的学科特点,决定了控制变量法在物理学中的广泛应用.?
  
  一、 用于探究性实验?
  
  物理是一门以观察、实验为基础的科学,初中物理教材中又近二十个探究性实验用到了“控制变量法”.这些探究性实验涉及热学、光学、力学、电磁学,几乎贯穿了整个初中物理教材.例如:引出“比热容”概念的探究性实验,探究“影响温度的因素”的实验,探究“二力平衡的条件”的实验,探究“压力的作用效果”的实验,“研究电流与电压、电阻的关系”的实验,研究“电磁感应现象”的实验等.这些实验的共同特点:一是“探究”,二是“控制变量”所以说,控制变量法是进行探究性实验的基本方法.在进行这些实验的教学时,教师应告诉学生什么是控制变量法.在实验中引导学生去思考体会、应用控制变量法,最终达到学生会用控制变量法探索问题、分析问题、解决问题.?
  
  二、 用控制变量法给物理概念下定义?
  
  物理概念在下定义时都要通过抽象、控制或忽略次要?因素,?突出主要因素,使概念能反映现象的本质.例如“比热容”概念在定义时,把“单位质量”和“温度升高1?℃?”这两点作为控制条件,这样就突出了物质吸收的热量跟物质种类的关系,使“比热容”这一概念能反映“物质吸热{或放热}的?本领”。? ?
  在此意义上,纵览初中物理教材种概念的定义,大都采用了控制变量法。?
  例如: ① 密度定义:某种物质单位体积的质量,叫做这种物质的密度。?
  ② 压强定义:单位面积上受到的压力叫压强。?
  ③ 功率定义:单位时间里完成的功,叫功率。?
  以上几个定义中分别把“单位体积”、“单位面积”、“单位时间”、做为控制条件,去突出另外两个物理量的关系。?
  控制变量法在这方面的应用,主要是体现了“控制变量”这种指导思想。教师在教学过程中要注意这种思想的体现。?
  
  三、 用控制变量法给试题分类?
  
  例如: 用阿基米德原理(F?浮=G?排=ρ?液gV?排)比较浮力的大小的题:用控制变量法可分为两类:① ρ?液相等,通过比较V?排来比较F?浮的大小;?
  ② V?排相等,通过比较ρ?液来比较F?浮的大小.?
  再如,近年来比较滑轮组机械效率高低的中考题型:据公式η=W??有用?W?总=W??有用?W??有用?+W??额外?,由控制变量法可分为两类:?① W??有用??相等,通过比较W??额外?来比较η;?
  ② W??额外?相等,通过比较W??有用?来比较η.?
  通过控制变量法给试题分类,使师生对问题的总结更系统更富条理性,另外,通过这样的练习学生更容易抓住命题的考察意图,提高解题的效率.?
  
  四、 用控制变量法解题?
  
  利用控制变量法解题,可使解题思路严谨、合理、快捷、准确.?
  例1刀炖了为什么要磨一磨??
  解析:这道题涉及压强的定义式p=FS,即压强p的大小决定于压力F的大小和受力面积S的大小,应用控制变量法的解法.?
  答案为:刀炖了磨一磨,刀刃变锋利了,切东西时,受力面积变小了,在相同压力下增大了压强,更易把东西切开.?
  若学生头脑中没有控制变量法的基本思想,易把关键点“相同压力”丢掉.?
  例2森林动物“运动会”中龟兔赛跑,比赛开始后“观众”通过比较认为跑在前面的兔子运动得快,由于兔子麻痹轻敌,中途睡了一觉,“裁判员”通过比较判断最先到达终点的乌龟运动得快,物理学中用表示物体运动快慢的程度.?
  解析:这道题前后呼应,整体上体现了“控制变量”的思想,涉及速度公式(v=st)的引入过程.?
  答案:相同时间内通过的路程,相同路程中所用的时间,速度.?
  综上所述,可见“控制变量法”应用广泛,在物理教学过程中,它不仅是一种方法,更是一种物理思想.
  
  注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”

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