控制變量法在實驗數據的表格上的反映為：某兩次實驗只有一個條件不相同，若兩次實驗結果不同，則與該條件有關，否則無關。反過來，若要研究的問題是物理量與某一因素是否有關，則應只使該因素不同，而其他因素均應相同。控制變量法是中學物理中最常用的方法，也是中考出題最多的方法。

　　首先，在初中物理實驗過程中，控制變量法是一種最常用的、非常有效的探索客觀物理規律的科學方法。

　　具體做法是根據研究目的，運用一定的手段(控制實驗儀器設備等)主動干預或控制自然事物、自然現象發生發展的過程，在特定的觀察條件下去探索客觀規律。

　　例如，在探索、研究導電體的電阻的大小同導電體的哪些特性有關時，可先故意將橫截面積、長度都不同的一根鎳鉻合金絲和一根銅絲分別串入接有小燈泡的直流電路中，分別觀察燈泡發光的亮度，并提出問題：剛才的實驗現象能否說明電阻大小與導電體的某個特性有關?學生經過思考與討論，得到的結論當然是否定的。再用橫截面積和長度都不同的兩根鎳鉻合金絲分別串入上述電路中，觀察小燈泡的亮度，并讓學生思考這個實驗能否說明電阻大小同導電體的某種特性有關，結論同樣是不能。這時就可不失時機地提出下一個問題：“那么，我們應該取怎樣的兩根金屬絲串入上述電路來做這個實驗，以研究導電體的電阻大小到底與哪些因素有關呢?”同時向學生出示課前準備好的幾根金屬絲讓他們選擇。學生經過思考并相互討論后，有的回答：應取兩根橫截面積相同、但長度不同的鎳鉻合金絲進行上述實驗;有的同學說：應取兩根長度相同、但橫截面積不同的鎳鉻合金絲進行上述實驗;還有的說應取長度、橫截面積均相同的一根銅絲和一根鎳鉻合金絲進行實驗比較。這時，可適時說明上述幾種方法都可以，同時指出要研究電阻的大小同導電物質的長度、橫截面積、材料種類這三個因素任何一個因素間的關系，就要人為地控制另外兩個因素，使它們相等，并指出這種實驗的方法就是“控制變量法”，再讓學生運用這一方法系統地進行上述實驗，使學生在實際操作過程中去體驗這一科學方法。

　　在初中物理教學中還有許多概念或規律之探索和推導的實驗過程中，都運用了“控制變量法”這一科學方法，如在引導學生探索“導電體中電流大小同其兩端電壓大小和其電阻大小之間的定性關系，最終得出歐姆定律”和探索“力的作用效果同力的哪些因素有關，最終得出力的三要素”等實驗過程中都用到了這一科學方法，使學生對“控制變量法”不斷加深理解，并逐步達到有意識地去應用的目的。

　　其次，在利用物理知識去分析和解決一些實際問題時，如能靈活運用“控制變量法”進行分析，有時可起到事半功倍的效果。

　　在初中物理中，可用”控制變量”去分析和解決的實際問題是很多的，這就為這一科學方法的教學和應用提供了很好的機會。

　　例如，有這樣一道題：質量相同的水和煤油，吸收相同的熱量，誰的溫度升高較大?對于這一道習題，初看起來似乎有一定的難度，因為這樣簡短的一句話中包含了四個相互關聯的物理量，也就是說，要比較誰的溫度升高較大，就要同時分析其它三個物理量(質量、熱量、比熱容)對它的綜合影響，如果沒有一種科學的分析方法，要解決這樣一個實際問題，不僅費時費力，且準確率不高。但如能對學生加以恰當的引導，讓他們考慮是否可用物理實驗中常用的科學方法來解決這道實際問題，經過思考及同學間的相互討論，許多同學便會想到用”控制變量法”結合公式Q=cmΔt來解決這個問題，思路是這樣的：因為這個問題要解決的是Δt(升高的溫度)的大小，所以先將此公式變成Δt=Q/cm的形式，再分析題目發現，m(質量)、Q(熱量)相同，即這個問題中Δt僅取決于c(比熱容)，且從Δt=Q/cm這一關系式中可以看出，Δt與c成反比，而水的比熱容大于煤油的比熱容，因此很容易得出這個問題的答案是：“煤油升高的溫度比水大”。

　　可見，在解決物理問題時，如能恰當運用科學方法進行分析，確實能起到提高解題速度與準確率的良好效果.更為重要的是，通過這一實際問題的解決過程，使學生對如何應用”控制變量法”等科學方法去分析、解決問題作了有益的嘗試。在初中物理(如在力學、電學、熱學)中，可用“控制變量”這一科學方法去分析解決的實際問題還很多，這就為靈活應用這一科學方法解決問題提供了保證。

　　初中物理研究方法：轉換法

　　一些比較抽象的看不見、摸不著的物質的微觀現象，要研究它們的運動等規律，使之轉化為學生熟知的看得見、摸得著的宏觀現象來認識它們。這種方法在科學上叫做“轉換法”。如：分子的運動，電流的存在等。

　　如：空氣看不見、摸不到，我們可以根據空氣流動(風)所產生的作用來認識它;分子看不見、摸不到，不好研究，可以通過研究墨水的擴散現象去認識它;電流看不見、摸不到，判斷電路中是否有電流時，我們可以根據電流產生的效應來認識它;磁場看不見、摸不到，我們可以根據它產生的作用來認識它。

　　再如，有一些物理量不容易測得，我們可以根據定義式轉換成直接測得的物理量。在由其定義式計算出其值，如電功率(我們無法直接測出電功率只能通過P=UI利用電流表、電壓表測出U、I計算得出P)、電阻、密度等。

　　中學物理課本中，測不規則小石塊的體積，我們轉換成測排開水的體積;我們測曲線的長短時，轉換成細棉線的長度;在測量滑動摩擦力時，轉換成測拉力的大小;大氣壓強的測量，無法直接測出大氣壓的值，轉換成求被大氣壓壓起的水銀柱的壓強;測硬幣的直徑時，轉換成測刻度尺的長度;測液體壓強，我們將液體的壓強轉換成我們能看到的液柱高度差的變化;

　　通過電流的效應來判斷電流的存在(我們無法直接看到電流);通過磁場的效應來證明磁場的存在(我們無法直接看到磁場);研究物體內能與溫度的關系，我們無法直接感知內能的變化，只能轉換成測出溫度的改變來說明內能的變化;在研究電熱與電流、電阻的因素時，我們將電熱的多少轉換成液柱上升的高度;在我們研究電功與什么因素有關的時候，我們將電功的多少轉換成砝碼上升的高度。

　　密度、功率、電功率、電阻、壓強(大氣壓強)等物理量都是利用轉換法測得的。

　　在我們回答動能與什么因素有關時，我們回答說小球在平面上滑動的越遠則動能越大，就是將動能的大小轉換成了小球運動的遠近。以上列舉的這些問題均應用了這種科學方法。

　　例：分子運動看不見、摸不著，不好研究，但科學家可以通過研究墨水的擴散現象去認識它，這種方法在科學上叫做“轉換法”。下面是小明同學在學習中遇到的四個研究實例，其中采取的方法與剛才研究分子運動的方法相同的是：( )

　　A.利用磁感應線去研究磁場問題;

　　B.電流看不見、摸不著，判斷電路中是否有電流時，我們可通過電路中的燈泡是否發光去確定;

　　C.研究電流與電壓、電阻關系時，先使電阻不變去研究電流與電壓的關系：然后再讓電壓不變去研究電流與電阻的關系;

　　D.研究電流時，將它比做水流。

　　注意：等效法與轉換法很相似，有什么區別呢?

　　請觀察：

　　轉換法: 電流大小 ---- 燈泡亮度;

　　磁場---- 小磁針偏轉

　　等效替代法: 分力 ---- 合力

　　小石塊體積---- 排開水的體積;

　　小結： “等效替代法” 中相互替代的兩個量種類 相同，大小相等 ，而“轉換法”中的兩個物理量有因果關系，并且性質往往發生了改變。

　　初中物理研究方法：放大法

　　物理學是一門以實驗為基礎的學科。物理學家研究物理問題時，需要利用各種實驗設備來進行物理實驗。在物理實驗中常常遇到一些微小物理量的測量。物理工作者為提高被測物理量精度，常選用特殊的測量裝置將被測物理量放大后再進行測量。我們把提高測量精度、使物理量的數值變大、作用時間延長、作用空間擴展的方法叫做物理量的放大法。下面按物理學內容把放大方法分類如下：

　　(1)數值變大：

　　在有些實驗中，實驗的現象我們是能看到的，但是不容易觀察。我們就將產生的效果進行放大再進行研究。比如產生聲音的振動很不容易觀察，所以我們利用小泡沫球將其現象放大。觀察壓力對玻璃瓶的作用效果時我們將玻璃瓶密閉，裝水，插上一個小玻璃管，將玻璃瓶的形變引起的液面變化放大成小玻璃管液面的變化。

　　在測量微小量的時候，我們常常將微小的量積累成一個比較大的量、比如在測量一張紙的厚度的時候，我們先測量100張紙的厚度在將結果除以100，這樣使測量的結果更接近真實的值就是采取的積累放大法。

　　要測量出一張郵票的質量、測量出心跳一下的時間，測量出導線的直徑，均可用積累法來完成。

　　(2)時間延長：

　　伽利略的斜面實驗實現的是“沖淡引力”。實際上，是把物體下降一定高度的時間予以拉長，也就是放大。

　　在物理實驗中，很多個實驗題目需要測定周期大小。由于測量周期多數使用秒表來測定，由于用秒表測量單個周期的誤差較大，一般采用一次測量n次周期的時間，若為t，則周期T=t/n，也就是說采用時間累積放大法，既解決了可測問題，又提高了測量的精度。

　　(3)空間擴展：

　　使被測物通過光學裝置放大視角形成放大像，便于觀察判別，從而提高測量精度。例如放大鏡、顯微鏡、望遠鏡等。

　　初中物理研究方法：類比法

　　在我們學習一些十分抽象的，看不見、摸不著的物理量時，由于不易理解我們就拿出一個大家能看見的與之很相似的量來進行對照學習。如電流的形成、電壓的作用通過以熟悉的水流的形成，水壓使水管中形成了水流進行類比，從而得出電壓是形成電流的原因的結論。學生在學習電學知識時，在老師的引導下，聯想到：水壓迫使水沿著一定的方向流動，使水管中形成了水流;類似的，電壓迫使自由電荷做定向移動使電路中形成了電流。抽水機是提供水壓的裝置;類似的，電源是提供電壓的裝置。水流通過渦輪時，消耗水能轉化為渦輪的動能;類似的，電流通過電燈時，消耗的電能轉化為內能。

　　我們學習分子動能的時候與物體的動能進行類比;學習功率時，將功率和速度進行類比。

　　例：某同學在學習電學知識時，在老師的引導下，聯想力學實驗現象，進行比較并找出了一些相類似的規律，其中不準確的是：( )

　　A.水壓使水管中形成水流;類似地，電壓使電路中形成電流;

　　B.抽水機是提供水壓的裝置;類似地，電源是提供電壓的裝置;

　　C.抽水機工作時消耗水能;類似地，電燈發光時消耗電能;

　　D.水流通過渦輪時，消耗水能轉化為渦輪的動能：類似地，電流通過電燈時，消耗電能轉化為內能和光能。

　　通過類比，用大家熟悉的水流、水壓的直觀認識，使得看不見、摸不著的抽象的電流、電壓等知識躍然紙面，栩栩如生。

　　初中物理研究方法：理想化物理模型法

　　理想化方法是指在物理教學中通過想象建立模型和進行實驗的一種科學方法。可分為理想化模型和理想化實驗。

　　理想化模型就是指把復雜的問題簡單化，把研究對象的一些次要因素舍去，抓住主要因素，對實際問題進行理想化處理去再現原形的本質的東西，構成理想化的物理模型。例如探究杠桿平衡條件的實驗，杠桿就是一種理想化的模型。杠桿在使用時，由于受到力的作用，都會引起或多或少的形變，然而在研究中把此時的形變忽略不計，這里就把杠桿經過理想化的處理，認為它無形變，視為一個硬棒，從而使學生在研究時不被細枝末節的因素影響，順利地得出杠桿平衡條件。

　　如何引導學生選擇合適的研究方法，去發現問題和解決問題，是培養學生創新精神，提高學生素質的關鍵。老師在日常的教學過程中要多引導學生采取合適的方法去研究問題并進行歸納總結，可以達到“授之以漁”的目的。當然研究某些物理知識或物理規律，往往要同時用到幾種研究方法。如在研究電阻的大小與哪些因素有關時，我們同時用到了觀察法(觀察電流表的示數)、轉換法(把電阻的大小轉換成電流的大小、通過研究電流的大小來得到電阻的大小)、歸納法(將分別得出的電阻與材料、長度、橫截面積、溫度有關的信息歸納在一起)、和控制變量法(在研究電阻與長度有關時控制了材料、橫截面積)等方法。物理的研究方法無法細致的分類，只能根據題意看題中強調的是哪一個過程，來具體分析解答。

　　實際現象和過程一般都十分復雜的，涉及到眾多的因素，采用模型方法對學習和研究起到了簡化和純化的作用。但簡化后的模型一定要表現出原型所反映出的特點、知識。模型法有較大的靈活性。每種模型有限定的運用條件和運用的范圍。

　　中學課本中很多知識都應用了這個方法，比如有：

　　液柱、(比如在求液體對豎直的容器底的壓強的時候，我們就選了一個液柱作為研究的對象簡化，簡化后的模型依然保留原來的特點和知識)

　　光線、(在我們學習光線的時候光線是一束的，而且是看不見的，我們使用一條看的見的實線來表示就是將問題簡化，利用了理想化模型)

　　液片、(在我們研究連通器的特點，求大氣壓時我們都在某一位置取了一個液面，研究該液面所受到的壓強和壓力，也是將問題簡化，利用理想化模型法)

　　光沿直線傳播;(在我們學習中我們知道真正的空氣是各處都不均勻的，比如越往上空氣越稀薄，在比如因為空氣各處不均勻形成了風，而在光是沿直線傳播一節中我們將問題簡化，只取一個簡單的模型，一條光線在均勻的介質中傳播)

　　勻速直線運動;(生活中很少有一個物體真正的做勻速直線運動，在我們研究問題的時候勻速直線運動只是一個模型)

　　磁感線(磁感線是不存在的一條線，但是我們為了便于研究磁場我們人為的引入了一條線，將我們研究的問題簡化。)

　　例：在我們學習物理知識的過程中，運用物理模型進行研究的是：( 　)

　　A.建立速度概念;　　　　　B.研究光的直線傳播;

　　C.用磁感應線描述磁場;　　D.分析物體的質量。

　　初中物理研究方法：科學推理法

　　推理法是根據已知物理現象和規律，通過想象和推理對未知的現象做出科學的推理和預見.推理法是在觀察實驗的基礎上，忽略次要因素，進行合理的推理，得出結論，達到認識事物本質的目的。

　　理想實驗是研究物理規律的一種重要的思想方法,它以大量的可靠的事實為基礎,以真實的實驗為原形,通過合理的推理得出物理規律。

　　當你在對觀察到的現象進行解釋的時候就是在進行推理，或說是在做出推論，例如當你家的狗在叫的時，你可能會推想有人在你家的門外，要做出這一推論，你就需要把現象(狗的叫聲)與以往的知識經驗，即有陌生人來時狗會叫結合起來。這樣才能得出符合邏輯的答案。

　　如：在進行牛頓第一定律的實驗時，當我們把物體在越光滑的平面運動的就越遠的知識結合起來我們就推理出，如果平面絕對光滑物體將永遠做勻速直線運動。

　　如：在做真空不能傳聲的實驗時，當我們發現空氣越少，傳出的聲音就越小時，我們就推理出，真空是不能傳聲的。

　　初中物理研究方法：等效替代法

　　替代等效法亦稱“等效法”，是科學研究中常用的思維方法之一。掌握等效方法及應用，體會物理等效思想的內涵，有助于提高考生的科學素養，初步形成科學的世界觀和方法論，為終身的學習、研究和發展奠定基礎。新高考的選拔愈來愈注重考生的能力和素質，其命題愈加明顯地滲透著物理思想、物理方法的考查，等效思想和方法作為一種迅速解決物理問題的有效手段，仍將體現于高考命題的突破過程中。

　　等效方法是在保證某種效果(特性和關系)相同的前提下，將實際的、復雜的物理問題和物理過程轉化為等效的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程來研究和處理的方法。

　　運用等效方法處理問題的一般步驟為：

　　(1)分析原事物(需研究求解的物理問題)的本質特性和非本質特性。

　　(2)尋找適當的替代物(熟悉的事物)，以保留原事物的本質特性，拋棄非本質特性。

　　(3)研究替代物的特性及規律。

　　(4)將替代物的規律遷移到原事物中去。

　　(5)利用替代物遵循的規律、方法求解，得出結論。

　　例：在水平方向的勻強電場中，有一質量為m的帶電小球，用長為L的細線懸于O點，當小球平衡時，細線和豎直方向成θ角，現給小球一個沖量，沖量的方向和細線垂直，使小球恰能在豎直平面內做圓周運動。問：

　　①小球做圓周運動的過程中，在哪個位置有最小速度?并求這個速度值。

　　②施加的沖量值至少為多大?

　　解題方法與技巧：要求在豎直平面運動的過程中最小速度及所在位置，一般先要分析小球的受力情況，分析其運動性質，若是曲線運動，則往往要根據能量關系來確定動能變化。此過程中，小球受線的拉力、重力和電場力，拉力不做功，重力和電場力方向相互垂直，所做的功是正是負不能確定，由于重力和電場力都是恒力，則可以用它們的合力來代替之，分析其等效合外力對小球做功的情況，若等效合力做正功，則小球動能增大，反之小球動能減少。

　　提升：分力和其合力是等效替代關系，此題用等效場力代替重力和電場力，將小球在重力場和電場中的運動情況轉化為類似于只在重力場中運動的一般情況，將問題大大簡化。

　　提升：分力和其合力是等效替代關系，此題用等效場力代替重力和電場力，將小球在重力場和電場中的運動情況轉化為類似于只在重力場中運動的一般情況，將問題大大簡化。

　　比如在研究合力時，一個力與兩個力使彈簧發生的形變是等效的，那么這一個力就替代了兩個力所以叫等效替代法，在研究串、并聯電路的總電阻時，也用到了這樣的方法。在平面鏡成像的實驗中我們利用兩個完全相同的蠟燭，驗證物與像的大小相同，因為我們無法真正的測出物與像的大小關系，所以我們利用了一個完全相同的另一根蠟燭來等效替代物體的大小。

　　初中物理研究方法：歸納法

　　歸納法是通過樣本信息來推斷總體信息的技術。要做出正確的歸納，就要從總體中選出的樣本，這個樣本必須足夠大而且具有代表性。在我們買葡萄的時候就用了歸納法，我們往往先嘗一嘗，如果都很甜，就歸納出所有的葡萄都很甜的，就放心的買上一大串。

　　比如銅能導電，銀能導電，鋅能導電則歸納出金屬能導電。在實驗中為了驗證一個物理規律或定理，反復的通過實驗來驗證他的正確性然后歸納、分析整理得出正確的結論。

　　在阿基米德原理中，為了驗證F浮=G排，我們分別利用石塊和木塊做了兩次實驗，歸納、整理均得出F浮=G排，于是我們驗證了阿基米德原理的正確性，使用的正是這種方法。

　　在驗證杠桿的平衡條件中，我們反復做了三次實驗來驗證F1×L1=F2×L2也是利用這種方法。

　　一切發聲體都在振動結論的得出(在實驗中對多種結論進行分析整理并得出最后結論時)，都要用到這一方法。

　　在驗證導體的電阻與什么因素有關的時候，經過多次的實驗我們得出了導體的電阻與長度，材料，橫截面積，溫度有關，也是將實驗的結論整理到一起后歸納總結得出的。

　　在所有的科學實驗和原理的得出中，我們幾乎都用到了這種方法。

　　初中物理研究方法：比較法

　　當你想尋找兩件事物的相同和不同之處，就需要用到比較法，可以進行比較的事物和物理量很多，對不同或有聯系的兩個對象進行比較，我們主要從中尋找它們的不同點和相同點，從而進一步揭示事物的本質屬性。

　　如，比較蒸發和沸騰的異同點;

　　如，比較汽油機和柴油機的異同點;

　　如，電動機和熱機;

　　如，電壓表和電流表的使用。

　　利用比較法不僅加深了對它們的理解和區別，使同學們很快地記住它們，還能發現一些有趣的東西。

　　例如：下面是小宇同學在物理學習中的幾個研究實例：(1)在學習汽化現象時，研究蒸發與沸騰的異同點;(2)根據熔化過程的不同，將固體分為晶體和非晶體兩類;(3)比較電流表與電壓表在使用過程中的相同點與不同點;(4)在研究磁場時，引入磁感線對磁場進行描述。上述幾個實例中，采用的主要科學研究方法是”比較法”的為：(　　)

　　A.(1)(3); B.(3)(4);

　　C.(2)(3); D.(2)(4)。

　　初中物理研究方法：圖象法

　　圖象是一個數學概念，用來表示一個量隨另一個量的變化關系，很直觀。由于物理學中經常要研究一個物理量隨另一個物理量的變化情況，因此圖象在物理中有著廣泛的應用。在實驗中，運用圖象來處理實驗數據，探究內在的物理規律，具有獨特之處。如：在探究固體熔化時溫度的變化規律和水的沸騰情況的實驗中，就是運用圖象法來處理數據的。它形象直觀地表示了物質溫度的變化情況，學生在經歷實驗、得出數據的基礎上，通過描點、連線繪出圖象就能準確地把握住晶體和非晶體的熔化特點、液體的沸騰特點了。

　　在其他的實驗中，也可以有意識地采用圖象來處理數據。例如在探究串聯電路中電流規律實驗中，把各點作為橫軸、電流為縱軸，作出的圖象為水平直線，很直觀表示出串聯電路中各點電流相等的規律。這樣有助于理解和記憶。在探究通過電阻的電流跟電阻兩端電壓的關系、同種物質的質量與體積的關系、重力大小跟質量的關系等實驗中都運用到圖象法。這樣把數形結合、圖形與文字結合起來處理數據、描述物理規律，能很好地促進學生處理數據能力和分析問題能力的提高。

　　利用圖象這種特殊且形象的數學語言工具，來表達各種物理現象的過程和規律，這種方法叫圖像法。

　　物理圖象不僅可以使抽象的概念直觀形象，動態變化過程清晰，物理量之間的關系明確，還能表示出用語言難以表達的內涵。

　　所有用公式表示出來的物理量之間的定量關系，都可以用圖象的方式呈現。

看過“初中物理研究方法”