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1、专题59 物理方法类问题在解决物理问题，探究物理规律时，一定会用到科学的方法。在初中学习阶段，学过的常用物理方法有控制变量法、理想模型法、转换法、等效替代法、类比法、比较法、实验推理法、比值定义法、归纳法、估测法、图像法、放大法、分类法、观察法、多因式乘积法、逆向思维法、思维导图法等。下列归纳总结出常用的物理方法，希望同学们理解记忆。1. 控制变量法：当某一物理量受到几个不同物理量的影响，为了确定各个不同物理量的影响，要控制某些量，使其固定不变，改变某一个量，看所研究的物理量与该物理量之间的关系。如：研究液体的压强与液体密度和深度的关系。2. 理想模型法：在用物理规律研究问题时，常需要对它们进
2、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。如：电路图是实物电路的模型；力的示意图或力的图示是实际物体和作用力的模型。3. 转换法：物理学中对于一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识，或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。如：奥斯特实验可证明电流周围有磁场；扩散现象可证明分子做无规则运动。4. 等效替代法：等效的方法是指面对一个较为复杂的问题，提出一个简单的方案或设想，而使它们的效果完全相同，将问题化难为易，求得解决。例如：在曹冲称象中用石块等效替换大象，效果相同。5.
3、 类比法：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。如: 用抽水机类比电源。6. 比较法：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。如：比较发电机和电动机工作原理的异同。7. 实验推理法：是在观察实验的基础上，忽略次要因素，进行合理的推想，得出结论，达到认识事物本质的目的。如：研究物体运动状态与力的关系实验；研究声音的传播实验等。8. 比值定义法：就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。其特点是被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变。如：速度、
4、密度、压强、功率、比热容、热值等概念公式采取的都是这样的方法。9. 归纳法：从一般性较小的前提出发，推出一般性较大的结论的推理方法叫归纳法。如;验证杠杆的平衡条件，反复做了三次实验来验证F1 L1 F2 L210.估测法：根据题目给定的条件或数量关系，可以不精确计算，而经分析、推理或进行简单的心算就能找出答案的一种解题方法。它的最大优点是不需要精确计算，只要对数据进行粗略估计或模糊计算，就能使问题迎刃而解。（1）解答时应了解一些常用的物理数据：家庭照明电压值220V、每层楼高3m左右、一个鸡蛋的质量约50g、成人身高约1.601.80m、人体的密度约为1.0×103kg/m3、人的心
5、跳约1秒7080次、人体电阻约为几千几百千欧、人正常步行的速度1.4m/s、自行车一般行驶速度约5m/s、一本物理课本的质量约230g、一张报纸平铺在桌面产生的压强约0.5Pa等。 (2)记住一些重要的物理常数：光在真空中的传播速度、声音在空气中的传播速度、水的密度、水的比热容等。11.图像法：在物理学中，常采用数学中的函数图像，将物理量之间的关系表示出来。因此图像实际上反映了物理过程（如熔化图线等）和物理量的关系（如电阻的伏安特性曲线等）。运用图像知识来解物理试题的方法，叫“图像法”。运用此方法时应做到：(1)识别或认定图像横坐标和纵坐标所表示的物理量，弄清情景所描述的物理过程及其有关的因素
6、和控制条件；(2) 分析图像的变化趋势或规律，弄清图像所表达的物理意义；(3)根据图像的变化情况确定两个物理量之间的关系，并给以正确描述或做出正确判断。图象是一个数学概念，用来表示一个量随另一个量的变化关系，很直观。由于物理学中经常要研究一个物理量随另一个物理量的变化情况，因此图象在物理中有着广泛的应用。在实验中，运用图象来处理实验数据，探究内在的物理规律，具有独特之处。如：在探究固体熔化时温度的变化规律和水的沸腾情况的实验中，就是运用图象法来处理数据的。它形象直观地表示了物质温度的变化情况，学生在亲历实验自主得出数据的基础上，通过描点、连线绘出图象就能准确地把握住晶体和非晶体的熔化特点、液体
7、的沸腾特点了。在其他的实验中，教师也可以有意识地引导学生采用图象来处理数据。例如在探究串联电路中电流规律实验中，把各点作为横轴、电流为纵轴，作出的图象为水平直线，很直观表示出串联电路中各点电流相等的规律。这样学生非常容易理解和记忆。在探究电阻上的电流跟电压的关系、同种物质的质量与体积的关系、重力大小跟质量的关系等实验中都运用到图象法。这样把数形结合、图形与文字结合起来处理数据、描述物理规律，能很好地促进学生处理数据能力和分析问题能力的提高。12.放大法：把测量量按一定的规律放大后再进行测量的方法，称为放大法。在有些实验中，实验的现象我们是能看到的，但是不容易观察。我们就将产生的效果进行放大再进
8、行研究。比如音叉的振动很不容易观察，所以我们利用小泡沫球将其现象放大。观察压力对玻璃瓶的作用效果时我们将玻璃瓶密闭，装水，插上一个小玻璃管，将玻璃瓶的形变引起的液面变化放大成小玻璃管液面的变化。在测量微小量的时候，我们常常将微小的量积累成一个比较大的量、比如在测量一张纸的厚度的时候，我们先测量100张纸的厚度在将结果除以100，这样使测量的结果更接近真实的值就是采取的累积放大法。要测量出一张邮票的质量、测量出心跳一下的时间，测量出导线的直径，均可用积累法来完成。13.分类法：分类法是指把大量的事物按照一定的“标准”，将其划分为不同的种类的方法。其一般步骤为:(l)确定分类依据;(2)选择分类方
9、法;(3)正确进行分类. 如把固体分为晶体和非晶体两类、导体和绝缘体。机械运动分为直线运动和曲线运动等。14.观察法：物理是一门以观察、实验为基础的学科。人们的许多物理知识是通过观察和实验认真地总结和思索得来的。著名的马德堡半球实验，证明了大气压强的存在。在教学中，可以根据教材中的实验，如长度、时间、温度、质量、密度、力、电流、电压等物理量的测量实验中，要求学生认真细致的观察，进行规范的实验操作，得到准确的实验结果，养成良好的实验习惯，培养实验技能。大部分均利用的是观察法。15.多因式乘积法：用两个或者两个以上物理量的乘积定义一个新的物理量，这种方法叫做乘积法。例：电功、电热、热量等概念公式采
10、取的都是这样的方法。16.逆向思维法：逆向思维是指与一般思维方向相反的思维方式，也称反向思维逆向思维也叫求异思维，它是对司空见惯的似乎已成定论的事物或观点反过来思考的一种思维方式。敢于“反其道而思之”，让思维向对立面的方向发展，从问题的相反面深入地进行探索，树立新思想，创立新形象。当大家都朝着一个固定的思维方向思考问题时，而你却独自朝相反的方向思索，这样的思维方式就叫逆向思维。例：由电生磁想到磁生电。通过熔化过程想象凝固过程；由汽化吸热想到液化放热，加快蒸发想到减慢蒸发；由升华吸热想到凝华放热。17.思维导图法：是英国著名教育专家东尼·博赞创造的一种学习方法。在学习科学过程中，以思维
11、导图的形式将科学知识自主建构串联成网，可直观显现知识脉络，深刻领会知识间的内在联系。【例题1】（2019山东菏泽）下列对于科学研究的方法，说法错误的是（）A 在研究光现象时，引入“光线”的概念-类比法B 牛顿第一运动定律-实验+推理C 在研究串联电路的电阻时，引入“总电阻”的概念-等效法D 在研究磁场时，根据小磁针的指向判断磁场方向-转换法【对点练习】研究物理问题时常常用到“控制变量法”、“等效替代法”、“模型法”、“类比法”等方法，下面是初中物理中的几个研究实例：用总电阻表示同一段电路上串联的两个电阻；弹簧形变时具有势能，互相吸引或排斥的分子也具有势能；研究电流时把它与水流相比；利用磁感线来
12、描述磁场。上述几个实例中，采用了相同研究方法的是 （填数字序号）。 【例题2】（2020河南模拟）下列是初中物理的几个探究实例：探究“液体内部的压强与哪些因素有关”；探究“平面镜成像的特点”；探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”；探究磁场时，引入“磁感线”。其中，采用了“控制变量法”的是（ ）A. 和 B.和 C.和 D.和【对点练习】用隔板将玻璃容器均分为两部分，隔板中有一小孔用薄橡皮膜封闭（如图），下列问题中可以用该装置探究
13、的是（）液体压强是否与液体的深度有关液体压强是否与液体的密度有关液体是否对容器的底部产生压强液体是否对容器的侧壁产生压强ABCD【例题3】（2020山东青岛模拟）为了描述物体运动的快慢，我们将物体运动的路程与所用时间的比值定义为速度，这种方法是物理学中常用的比值定义法我们在学习下列物理概念时：温度，热量，功，重力，压强，功率其中用到比值定义法的是（）A B C D【对点练习】在研究声音能否在真空中传播时，做了实验，过程是：（1）将电铃用棉线悬挂在铁丝架子上，将铁丝架子放在抽气盘上（电铃不要碰到抽气盘），通电，电铃发出刺耳的声音。（2）用玻璃钟罩将电铃罩上，密封好，不要立即抽气，注意听此时的铃声
14、。（3）用抽气机把钟罩内的空气向外抽。会发现电铃声越来越小。但仔细听，还是会听到一些细小的声音。（4）停止抽气。打开进气阀，空气进入钟罩，电铃声又越来越响，到后来和一开始的声音一样响了。这种研究问题的方法是（ ）A. 控制变量法 B.比值定义法 C.比较法 D.推理法【例题4】（2020湖南岳阳模拟）如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105N的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图 （1）计算物体上升的速度（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是，并列式计算出该物理量（3）计算滑轮组提升该重物时的机械效率【
15、对点练习】物理兴趣小组同学对物体的浮沉条件进行研究。在一个重为4N，底面积为200cm2的圆柱形薄壁玻璃容器底部，放一个边长为1 0cm。的正方体物块，然后逐渐向容器中倒水(水始终未溢出)。通过测量容器中水的深度h，分别计算出该物块所受到的浮力F浮，并绘制了如图所示的图像。请解答下列问题。(1)分析图像可知，水的深度由0逐渐增加到8cm前的过程中，物块受到的浮力怎样变化?这一过程中物块对容器底部的压强又怎样变化? (2)当容器中水深超过8cm。以后，物块处于什么状态?为什么? (3)将物块取出后，若容器中水的重力为20N，此时容器对水平桌面的压强是多少? (4)物块的密度是多少?一、选择题1.
16、通过一些直接感知的现象，经过合理的推测来认识无法直接感知的事实，是常用的一种物理方法下列推测不合理的是 （ ）A.现象：轻质球a、b靠近时相互吸引 推测：a、b两球一定带异种电荷B.现象：一滴墨水扩散到整杯清水中 推测：分子在不停息地做无规则运动C.现象：白光通过三棱镜后变为彩色光 推测：白光不是单色光D.现象：通电导线能使小磁针发生偏转 推测：通电导线周围存在磁场2下列运用科学方法的实例中，正确的是（）A把固体分成晶体和非晶体，运用了类比法B研究平面镜成像时，用玻璃板代替平面镜，运用了放大法C研究二力平衡条件时，把小车扭转一定角度后释放，发现小车转动，运用了反证法D电流的热效应可能引发火灾，
17、但据此原理可制成电热器，运用了缺点列举法3.我们在学习物理时，学到了一些物理学的研究方法。比如:控制变量法、理想模型法、等效替代法、转换法、比值定义法等，下而用到转换法的是（ ）A.探究物体的动能跟哪些因素有关时，通过木块被撞的远近来判断钢球动能的大小B.探究电阻大小跟材料的关系时，控制了导体的长度、温度和横截面积相同C.为了描述物体运动的快慢，我们把路程与时间之比叫做速度.D.计算火车从成都到自贡的平均速度时，忽略火车的长度4.我们在学习物理知识中，学到很多物理学的研究方法，比如：控制变量法、等效替代法、转换法、理想模型法、比值定义法等下面用到转换法的是（）A探究电阻大小跟材料的关系时，控制
18、了导体的长度、温度和横截面积相同B探究物体的动能跟哪些因素有关时，通过木块被撞的远近来判断钢球动能的大小C为了描述物体运动的快慢，我们把路程与时间之比叫做速度D计算火车从泰安到杭州的平均速度时，忽略火车的长度5测量电流时，需要将电流表串联在电路中，通常，电流的电阻比待测电路的电阻小得多，因此对测量值的影响可以忽略不计下列研究方法与此相同的是（ ）A在探究平面镜成像特点实验中，用两根相同的蜡烛探究像与物的大小关系B在探究二力平衡条件的实验中，选用轻质卡片C根据被压物体形变大小反映压力作用效果D在研究光的传播现象时，引入光线6.从一张纸剪下宽1 mm和2 mm的纸条各一条， 测得它们能承受的最大拉
19、力分别为 1.8N和3.7N。根据上述实验，以下观点最合理的是（ ）A.在误差允许范围内，纸条能承受的最大拉力与其宽度成正比B.宽为4 mm的纸条能承受的最大拉力约为1.8Nx4=7.2NC.纸条能承受的最大拉力与其宽度不可能成正比D.仅根据以上实验无法确定纸条能承受的最大拉力与其宽度的数量关系7.研究力的作用时，两个小孩共同提起一桶水，与一个成年人提起同一桶水的效果相同。下列研究问题的方法与此相同的是（ ）A研究磁场性质时，用磁感线来描述磁场的分布B研究物体对光的反射时，将其分为镜面反射和漫反射C研究固、液、气三态物质的宏观特性时，找出它们的异同点D研究并联电阻特点时，用两个15欧的电阻并联
20、替代一个7.5欧的电阻8.归纳和推理是学习科学时常用的思维方法，必须科学严谨。以下说法正确的是（ ）A春分日全球昼夜平分，则全球昼夜平分一定是春分日B家庭电路中发生短路时保险丝会熔断，则保险丝熔断一定是发生了短路C单质是由同种元素组成的纯净物，则由同种元素组成的纯净物一定是单质D显微镜使用中转动反光镜可使视野变亮，则视野变亮一定是转动了反光镜9.在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，用木块被小车撞击后移动的距离来反映小车动能的大小，下列研究问题的方法中与之相同的是（ ）A.保持电阻不变，探究通过导体的电流与电压的关系B.通过小方桌陷入沙中的深度来研究压力的作用效果C.通过水流来初步认识电
21、流D.用磁感线来描述磁体的磁场 10.根据生活经验，以下估测最接近实际的是（）A人洗澡时感觉舒适的水温约为70 B九年级物理课本长约6cmC成年人正常步行的速度约为1.1m/s D一枚一元硬币的质量约为60g11.研究力的作用时，两个小孩共同提起一桶水，与一个成年人提起同一桶水的效果相同。下列研究问题的方法与此相同的是（）A研究磁场性质时，用磁感线来描述磁场的分布B研究物体对光的反射时，将其分为镜面反射和漫反射C研究固、液、气三态物质的宏观特性时，找出它们的异同点D研究并联电阻特点时，用两个15欧的电阻并联替代一个7.5欧的电阻12.将玻璃瓶、两端开口的细玻璃管和橡皮塞组成如图所示的装置。装置
22、内加入适量的液体，可完成如下四个实验：在这些实验的设计中，把微小变化放大以利于观察的是（）验证力使物体发生形变；观察大气压随高度的变化观察液体的热胀冷缩：模拟潜水艇的浮沉。ABCD13.如图所示，在做“探究二力平衡条件”实验时，选用质量较小的卡片，目的是忽略小卡片的重力对实验的影响。这种突出问题的主要方面，忽略次要因素，是物理学中经常采用的一种科学研究方法。以下四个实例中所用研究方法与此相同的是（ ） A.选用质量相同的物体探究重力势能与高度的关系B.选用小磁针探究磁体周围的磁场C.选用轻绳探究使用定滑轮的特点D.选用2和8两个电阻串联代替10的
23、电阻14.我们在学习物理知识中，学到很多物理学的研究方法，下面用到转换法的是（）A探究电阻大小跟材料的关系时，控制了导体的长度、温度和横截面积相同B探究物体的动能跟哪些因素有关时，通过木块被撞的远近来判断钢球动能的大小C为了描述物体运动的快慢，我们把路程与时间之比叫做速度D计算火车从泰安到杭州的平均速度时，忽略火车的长度二、填空题15.研究物理问题时常常用到“控制变量法”、“等效替代法”、“模型法”、“类比法”等方法，下面是初中物理中的几个研究实例：用总电阻表示同一段电路上串联的两个电阻；弹簧形变时具有势能，互相吸引或排斥的分子也具有势能；研究电流时把它与水流相比；利用磁感线来描述磁场。上述几
24、个实例中，采用了相同研究方法的是 （填数字序号）。 16物理学中研究一个量与几个量之间的关系时，常采用的物理学研究方法是 法，在探究同一品牌电热水喝电流产生的热量与电功率的关系时，需要控制的变量是 （选填“电流”、“电阻”或“通电时间”），加热过程中水变为水蒸气发生的物态变化是 （选填“汽化”、“液化”或“升华”）17如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让同一钢球A从斜而上不同的高度由静止滚下，撞到同一木块上。实验中，通过观察_来判断钢球动能的大小；本实验用到的科学研究方法是_ (说出一种即可)。18.在物理实验中，常采用的研究方法有“控制变量法”“等效替代法”“类比法”“转
25、换法”“模型法”“归纳法”等。研究电阻的串、并联时，引入“总电阻”的概念，主要采用了 ；用“水压”类比“电压”，主要采用了 ；列举一种用控制变量法研究的物理学事例 。三、简答题19.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。推理的方法同样用在“研究声音的传播”实验中。在如图乙的试验中，现有的实验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？20.牛顿曾研究过这样一个问题：他发现人
26、掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面，于是牛顿提出了一个“大炮”的设想，上图是他画的“大炮”草图在地球的一 座高山上架起一只水平大炮，以不同的速度将炮弹平射出去，射出速度越大，炮弹落地点就离山脚越远。他推想：当射出速度足够大时，炮弹将会如何运动呢？牛顿 通过科学的推理得出了一个重要的结论。这就是著名的“牛顿大炮”的故事，故事中牛顿实际也用到了理想实验的研究方法。 （1）研究中牛顿基于的可靠事实是_。（2）根据以上资料和牛顿的“大炮”草图，推测牛顿当年的重要结论是_。如今，牛顿当年的推测已变成了现实，人们应用他的推论，利用现代科技制成了_。（3）初中物理学习中，你在研究什么问题时用到过理想实验的
27、方法？请举一例并说明你的研究过程。四、实验探究题21.某同学在做“探究不同物质的吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给甲、乙两种液体加热，得到的实验数据如下表：物质次数质量m/kg升高温度t/加热的时间t/min甲10.110220.2104乙30.110140.2202（1）实验中记录加热时间的目的是 （2）分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出同种物质升高相同的温度时，吸收的热量的多少物质的 有关（3）分析第1、3次或第2、4次实验数据，可以得出质量相等的不同物质，升高相同的温度时，吸收的热量 （选填“相同”或“不同”）（4）分析第1、4次实验数据可以发现加热时间相同，单位质量的不
28、同物质升高的温度 （选填“相同”或“不同”）（5）由上述分析可以得出（选填“甲”或“乙”）物质的吸热能力强（6）该实验采用的物理学研究方法是 和 22.在探究阻力对物体运动的影响时：（1）如图甲所示让小车从同一个斜面的同一高度静止释放，目的是 。由图可知，小车受到的阻力越小，小车运动的路程 。如果小车在绝对光滑的水平面上运动，小车将 。（2）在辨析图乙小明、小华的观点，研究力与运动的关系时，为什么设计探究阻力对物体运动的影响，而不设计探究推力对物体运动的影响，理由是 。23.飞机在空中飞行时都有一定的迎角（机翼轴线与水平气流的夹角），飞机飞行时的升力除了与机翼形状有关外是否还与迎角大小有关？为
29、了研究这一问题，在老师的帮助下，小明利用电风扇、升力测力计、飞机模型，按图甲方式进行如下实验。闭合电风扇的开关，调节档位使其风速最大，并使飞机模型的迎角为0°，记录测力计的示数。重复5次实验并计算升力平均值。改变迎角大小，使其分别为5°、10°、15°、20°，重复步骤。处理相关数据得到“升力与迎角的关系”如图乙。（1）本实验得出的结论是：_。（2）小明若要进一步研究“飞机的升力与其飞行速度的关系”利用现有器材，如何操作可以模拟飞机不同的飞行速度？_。（3）资料显示：本实验结论与实际相符，且飞机迎角一定时，飞行速度越大升力也越大。若某飞机以50
30、0km/h做水平匀速直线飞行时的迎角为1，而以800km/h做水平匀速直线飞行时的迎角为2（1、2均小于15°）。请比较1、2的大小关系：_。24归纳式探究研究带电粒子在电场中的运动：给两块等大、正对、靠近的平行金属板加上电压，两板之间就有了电场带电离子在电场中受到力的作用，速度的大小和方向都可能发生变化（1）甲图中两板间电压为U，若一个质量为m，电荷量为q的负离子，在力的作用下由静止开始从负极板向正极板运动，忽略重力的影响，到达正极板时的速度v与质量m、电荷量q和电压U的关系数据如表一则带电离子到达正极板时速度的平方v2=k1（2）在其他条件一定时，若第二次实验中的带电粒子以不同的
31、速度沿着乙图中的两板中线方向入射到电场中，带电离子就会发生偏转，离开电场时偏移距离y与入射初速度v的关系数据如表二则偏移距离y=k2将数据的表格形式变成公式形式，运用了法表一：次数 m/kg q/CU/V v2/（m2s2）12×10301.6×10191 1.6×1011 24×1030 1.6×1019 1 0.8×1011 34×1030 3.2×10191 1.6×1011 4 2×10301.6×10193 4.8×1011 表二：v2/（m2s2） y/m 0.8
32、×1011 3.6×102 1.6×1011 1.8×102 4.8×1011 0.6×102 7.2×1011 0.4×102 （3）将甲、乙两装置组合，如图丙所示甲装置两板间电压为2V，质量为4×1030 kg，带1.6×1019C电荷量的负粒子，自甲装置负极板由静止开始运动，则其最终离开乙装置时偏移距离y=m五、体现用科学方法的计算题25在如图所示电路中，电流表量程为00.6A，电压表量程为03V，电阻R2的阻值为20，灯泡R1的阻值和同一电源的电压均保持不变请画出该题的各个等效电路图（1）只闭合开关S2、S3时，电流表示数为0.2A，求电源电压是多少？（2）只闭合开关S1、S2、S3时，R1正常发光，电路总功率为2.4W，求R1的阻值是多少？（3）只闭合开关S1，滑动变阻器R3的滑片调至最右端，R3两端的电压为U3；再将电源更换，保持滑片位置不变，R3两端的电压变为U3，电流表示数为0.15A已知U3：U3=2：3求更换电源后，只闭合开关S1、S4时，在不损坏电流表、电压表和灯泡的情况下，R3的阻值变化范围是多少？