一、比较法 将待测物理量与选做标准单位的物理量进行比较的方法叫比较法。
如测量物体长度,用天平称量质量,用电桥测电阻等。有时光有标准量具还不够,还需要配置比较系统,使被测量量与标准量实现比较。
如:测量金属在某温度下的比热容。因为金属的比热容随温度的升高而变大,可以找一个在该温度下比热容的金属材料,用比较法测,把两者做成形状相同的样品,加热到一定温度让其自然冷却,作降温曲线(T-t曲线)由牛顿冷却定律即可得解。
比较法是物理实验中最普通、最基本的实验方法,也是实验设计中设计对照实验的基础。 二、替代法 用已知的标准量去代替未知的待测量,以保持状态和效果相同,从而推出待测量的方法叫替代法。
如用合力替代各个分力,用总电阻替代各部分电阻,浮力替代液体对物体的各个压力等。 三、累积法 又称叠加法。
将微小量累积后测量求平均的方法,能减小相对误差。实验中也经常涉及这一方法。
如在《用单摆测定重力加速度》实验中,需要测定单摆周期,用秒表测一次全振动的时间误差很大,于是采用测定30-50次全振动的时间T,从而求出单摆的周期T=t/n(n为全振动次数)。 四、控制法 在中学许多物理实验中,往往存在着多种变化的因素,为了研究它们之间的关系可以先控制一些量不变,依次研究某一个因素的影响。
如通过导体的电流I受到导体电阻R和它两端电压U的影响,在研究电流I与电阻R的关系时,需要保持电压U不变;在研究电流I与电压U的关系时,需要保持电阻R不变。 五、留迹法 有些物理现象瞬间即逝,如运动物体所处的位置、轨迹或图像等,用留迹法记录下来,以便从容地测量、比较和研究。
如在《测定匀变速直线运动的加速度》、《验证牛顿第不运动定律》、《验证机械能守恒定律》等实验中,就是通过纸带上打出的点记录下小车(或重物)在不同时刻的位置(位移)及所对应的时刻,从而可从容计算小车在各个位置或时刻的速度并求出速度;对于简谐运动,则是通过摆动的漏斗漏出的细沙落在匀速拉动的硬纸板上而记录下各个时刻摆的位置,从而很方便地研究简谐运动的图像;利用闪光照相记录自由落体运动的轨迹等实验都采用了留迹法。 六、放大法 在现象、变化、待测物理量十分微小的情况下,往往采用放大法。
根据实验的性质和放大对象的不同,放大所使用的物理方法也各异。例如:在《测定金属电阻率》实验中所使用的螺旋测微器:主尺上前进(或后退)0.5毫米,对应副尺上有5n个等分,实际上是对长度的机械放大;许多电表如电流表、电压表是利用一根较长的指针把通电后线圈的偏转角显示出来。
七、补偿法 补偿法是找一种效应与之相抵消,从而对被测物理量进行测量的方法。由于被测量的作用在测量中被抵消,故表示标准量与被测量作用之差的仪表示数为0,所以又称零示法。
八、转换法 某些物理量不容易直接测量,或某些现象直接显示有困难,可以采取把所要观测的变量转换成其它变量(力、热、声、光、电等物理量的相互转换)进行间接观察和测量,这就是转换法。如卡文迪许《利用扭秤装置测定万有引力恒量实验》:其基本的思维方法便是等效转换。
卡文迪许扭秤发生扭转后,引力对T形架的扭转力矩与石英丝由于弹性形变产主的扭转力矩这就是等效转换,间接地达到了无法达到的目的。又如转换法还应用于石英丝扭转角度的测量、根据电流的热效应来认识电流大小、根据磁场对磁体有力的作用来认识磁场等上。
转换法是一种较高层次的思维方法,是对事物本质深刻认识的基础上才产生的一种飞跃。 九、理想化法 影响物理现象的因素往往复杂多变,实验中常可采用忽略某些次要因素或假设一些理想条件的办法,以突出现象的本质因素,便于深入研究,从而取得实际情况下合理的近似结果。
如在《用单摆测定重力加速度》的实验中(假设悬线不可伸长)悬点的摩擦和小球在摆动过程的空气阻力不计,在电学实验中把电压表变成内阻是无穷大的理想电压表,电流表变成内阻等于0的理想电流表等实验都采用了理想化法。 十、模型法 有时受客观条件限制,不能对某些物理现象进行直接实验和测量,于是就人为地创造一定的模型,在模型的条件下进行实验。
但要求模型和原型必须具有一定的相似性。如在《电场中等势线的描绘》实验中,因为对静电场直接测量很“困难”,故采用易测量的电流场来模拟。
又如在确定磁场中磁感线的分布,因为磁感线实际不存在。我们就用铁屑的分布来模拟磁感线的存在。
如用太阳系模型代表原子结构,用简单的线条代表杠杆等。以上仅是中学物理实验中常用的方法,有时在一个实验中同时会用到多种方法。
同时,具体用运中还会遇到实验设计的方法、实验结果的处理方法等,在此不再赘述。
第一单元科学实验
1、会用1个小灯泡、一个小灯座、2根导线、1个电池盒和1节电池组成电路.
2、会用电路检测器检测有故障的电路.
3、会检测身边的物体是否是导体.
4、会用不同的方法连接电路,并比较串联与并联电路在连接方法上的本质不同.
5、会画简单电路图,并且会用串联和并联两种不同方法连接电路.
第二单元实验探究
1、能够指出油菜花的各部分的名称.
2、能够指出花的各部分名称.
3、能够指出雄蕊和雌蕊各部分的名称.
4、能够指出种子内部结构各部分名称.
5、能够指出鸡蛋的各部分名称.
第三单元实验探究题
1、设计实验研究:温度对霉菌的生长速度有什么影响.
2、设计一份营养晚餐.
第四单元实验探究
1、能够将岩石名称和岩石特征一一对应起来.
2、能够将矿物名称和矿物特征一一对应起来.
第一单元科学实验 1、会用1个小灯泡、一个小灯座、2根导线、1个电池盒和1节电池组成电路.2、会用电路检测器检测有故障的电路.3、会检测身边的物体是否是导体.4、会用不同的方法连接电路,并比较串联与并联电路在连接方法上的本质不同.5、会画简单电路图,并且会用串联和并联两种不同方法连接电路.第二单元实验探究1、能够指出油菜花的各部分的名称.2、能够指出花的各部分名称.3、能够指出雄蕊和雌蕊各部分的名称.4、能够指出种子内部结构各部分名称.5、能够指出鸡蛋的各部分名称.第三单元实验探究题1、设计实验研究:温度对霉菌的生长速度有什么影响.2、设计一份营养晚餐.第四单元实验探究1、能够将岩石名称和岩石特征一一对应起来.2、能够将矿物名称和矿物特征一一对应起来。
认识自然 的方法按其普遍性程度可分为三个层次:具体科 学方法 、一般科 学方法 、哲 学方法 。
从左向右递进。科 学方法 论是科学研究实践经验的概括和总结, 是关于科学研究方法的理论和学 说,通常被理解为科学认识的方法论也就是关于科学认识的活动的体系、形式和方法的学说。
科学认识:反应人同自然科学相互作用的过程中产生发展的理论体系。研究对象:一定研究过程中所要认识的客体不依赖于主体而存在的特点、本质、结构、规律对图认识主体而言是再在之物。
所谓科学的研究方法,很明显就是科学工作者在从事某
项科学发现时所采用的方法。但是。这个过于简单的说明对
我们没有多大帮助。能不能对这个问题作出更详细的说明呢?
好吧!我们可以描述一下这个问题的一个理想答案。
(1)在进行科学研究时,应当首先认识到问题的存在。
例如,在研究物体的运动时,首先应当注意到物体为什么会
像它所发生的那样进行运动,亦即物体为什么在某种条件下
会运动得越来越快(加速运动),而在另一种条件下则会运
行得越来越慢(减速运动)。
(2)要把问题的非本质方面找出来,加以剔除。例如,
一个物体的味道对物体的运动是不起任何作用的。
(3)要把你能够找到的、同这个问题有关的全部数据
都收集起来。在古代和中世纪,这一点仅仅意味着如实地对
自然现象进行敏锐观察。但是进入近代以后,情况就有所不
同了,因为人们从那时起已经学会去模仿各种自然现象,也
就是说,人们已经能够有意地设计出种种不同的条件来迫使
物体按一定的方式运动,以便取得与该问题有关的各种数据。
例如,可以有意地让一些球从一些斜面上滚下来;这样做时,
既可以用各种大小不同的球,也可以改变球的表面性质或者
改变斜面的倾斜度,等等。这种有意设计出来的情况就是实
验,而实验对近代科学起的作用是如此之大,以致人们常常
把它称为“实验科学”,以区别于古希腊的科学。
(4)有了这些收集起来的数据,就可以作出某种初步
的概括,以便尽可能简明地对它们加以说明,亦即用某种简
明扼要的语言或者某种数学关系式来加以概括。这也就是假
设或假说。
(5)有了假说以后,你就可以对你以前未打算进行的
实验的结果作出推测。下一步,你便可以着手进行这些实验,
看看你的假说是否成立。
(6)如果实验获得了预期的结果,那么,你的假说便
得到了强有力的事实依据,并可能成为一种理论,甚至成为
一条“自然定律”。
当然,任何理论或自然定律都不是最后定论。这一过程
会一次又一次地重复下去。新的数据,新的观察和新的实验
结果将不断出现,旧的自然定律将不断为更普遍的自然定律
所替代,因为这些新的定律不但能说明旧定律所能解释的各
种现象,而且还能说明旧定律所不能解释的一些现象。
以上这些,正如我已经说过的,是一种理想的科学研究
方法。但是在真正的实践中,科学工作者并不需要像做一套
柔软体操那样一步一步地进行下去,而且他们通常也不这样
做。
比起旁的事情来,像直觉、洞察力甚至运气这一类因素
常常更起作用。在整部科学史中充满了这样的例子。有不少
科学家仅仅根据很不充分的数据和很少一点实验结果(有时
甚至一点实验结果也没有),便突然灵机一动,得出了有用
的、合乎事实的论断。这样的论断,如果按部就班地通过上
述理想的科学研究方法进行,就可能要用好几年的时间才能
得到。
例如,凯库勒就是在邮车上打瞌睡的时候,突然领悟到
苯的化学结构的。洛维则在半夜醒来的时候,突然得到了关
于神经刺激的化学传导问题的答案。格拉泽却由于无聊地凝
视着一杯啤酒,才得到了气泡室的想法。
然而这是不是说,一切都是凭好运气得来的,根本不需
要动脑筋去思考呢?不,绝对不是的。这样的“好运气”只
有那些具有最好领悟力的人才会碰上,换句话说,有些人之
所以会碰上这样的“好运气”,只是因为他们具有十分敏锐
的直觉,而这种敏锐的直觉则是依靠他们丰富的经验、深刻
的理解力和平时爱动脑筋换来的。
实验1 拨动梳子齿产生声音 稀疏的齿产生的声音低,细密的齿产生的声音高,利用纸卷的“喇叭”或一些硬东西可以放大梳子产生的声音。
实验2 利用水杯比较振动与发出声音的不同 为了增强可比性,可以只用一个杯子或瓶子做——指导学生在往杯中加水的过程中,用小木棒敲击杯子的杯口,比较声音的不同。(实验结果——随着杯中水的增多,声音越来越低。
提示:为了防止加水的过程中产生气泡,最好用凉开水。) 实验3 利用身边的材料观察共振现象 利用两个水杯,先往一个水杯中加入三分之一的水,用铅笔敲打两个杯子的杯口,观察两个杯子发出的声音是否相同。
然后往第二个水杯中慢慢加水(同时敲打两个杯子的杯口),直到两个杯子发出的声音一样为止(此时两个杯子达到共振状态)。然后,用胶条把一根金属丝粘在第二个杯子的杯口,敲打第一个杯子的杯口,就会发现金属丝轻轻振动。
随着不停地敲打并使粘有金属丝的杯子慢慢靠近第一个杯子,就会发现金属丝的振动幅度越来越大,直到最后掉下来。(相关故事:在很久很久以前,有一支沙皇军队外出操练,随着当官的发出的口令,士兵们以整齐的步伐前进着。
当部队行走在一座木桥上时,木桥忽然上下振动起来,最后随着哗啦一声巨响木桥塌了。经过检查发现,木桥的坍塌原因竟是士兵行进的节奏引起了桥的共振。
从此以后,军队过桥时再也不敢以整齐的步伐前进了。) 实验4 用身边的材料制作“声音记录仪” 活动材料:没有盖子的罐头盒(或圆纸盒),圆纸片,胶水,钉子,粗铁丝,带尖儿的薄铁片,条形玻璃,蜡烛。
活动步骤: ⑴用合适的工具把罐头盒的底剪掉,于是罐头盒就变成了一个短粗的小圆筒。 ⑵剪一个圆纸片,用胶水贴在罐头盒的一端,代替剪下来的盒底。
⑶待胶水干后,用水把纸喷湿。 ⑷在圆筒侧面高度相同的位置,用钉子打出两个小孔。
⑸用老虎钳把铁丝窝成图中所示的形状,插到两个孔中。 ⑹待用水润湿的纸底变干并像鼓皮一样绷紧时,在纸的中央滴一滴胶水,并把薄铁片粘到胶水上(铁片的一端是尖的,像针一样),放置一旁,直到干燥为止。
⑺点燃蜡烛,把玻璃放在火焰上烘烤,直到玻璃被熏黑。 ⑻把玻璃条翻过来,使熏黑的一面朝上放在桌子上。
⑼把圆筒拿到跟前,使铁片上的针尖刚好够到熏黑的玻璃片。 ⑽拉动玻璃片,观看针尖在熏黑的玻璃片上留下的运动轨迹。
(对应周围物体发出的不同声音,针尖会留下不同的轨迹。为了避免记录情况发生混乱,每做一次实验需换一块熏黑的玻璃板,而且每次发出的声音也应控制为一种。)
检验种子是否有生命 检验种子是否有生命,方法很多,利用种子萌发的方法当然可以.但是, 最简捷的方法是,看它是否在进行呼吸.检验种子呼吸的方法有几种,这里 介绍一种. 找一个大玻璃瓶,里面装些干燥的大豆,玉米或小麦种子,约占三分之 一容积.种子的上面再放一个开口的小玻璃瓶,小瓶里装点烧碱(氢氧化纳) 溶液.用软木塞或橡胶皮塞塞住大瓶口,在塞上打一个孔,装上一根弯曲的 玻璃管或透明的塑料管.在瓶塞与瓶口之间,玻璃管与塞孔口接触处都抹上 凡士林,以免漏气.把管的另一端插入水杯里,在水里滴上几滴红墨水,使 水变红.装好后不要动它.过几天后,就会看到红色水沿着玻璃管不断上升, 这是什么道理 我们知道,种子的呼吸是吸收空气中的氧气,呼出二氧化碳.瓶内种子 吸收了瓶内空气中的氧气,放出了二氧化碳.但是,它放出的二氧化碳被小 瓶内的碱溶液吸收了.因此,整个大瓶里空气的密度变小,压力降低了.这 样,大瓶内的气压比外界的气压小,水杯里的水就沿着玻璃管上升了.这就 说明瓶内的种子有生命. 干燥的种子,呼吸是非常微弱的,一般情况下,生命力较持久.潮湿的 种子呼吸较旺盛,容易失去生命力.另外,温度对种子的寿命也有直接影响, 温度高,种子寿命短;温度低,种子寿命长.不同植物的种子,寿命也各不 相同.例如,垂柳的种子成熟后,只在12小时内有发芽能力.也有些植物的 种子寿命是很长的,如我国辽宁普兰店发现的古莲子,估计寿命有1000年以 上,在北京植物园内发芽生长了. 种子萌发的条件 种子的生命活动没有停止,不过微弱得难以让人觉察.如果种子遇上了 适宜的环境条件,就会慢慢发育成一株幼苗,这个过程就叫做萌发.种子在 什么条件下会萌发呢 找来三只杯子,各贴上一小块胶布给它们编号.在三只杯子中各放入10 颗菜豆种子.1号杯中不加入水,2号杯中加入大半杯水,3号杯中加入的水 不使菜豆全部淹没,这样一直保持到实验结束. 结果3号杯中的菜豆会顺利发芽.这说明菜豆萌发需要水分,空气和适 宜的温度. 种子发芽是否需要阳光呢 找两个盘子,放入一些湿沙,在两个盘中分别拌入数十粒麦子.把一个 盘子放在阳台上,另一个盘子用搪瓷盆或黑盒子罩上,保持麦子湿润直到实 验结束. 结果你会发现种子萌发和阳光没有多大关系.因为种子萌发所需要的营 养来自种子内部贮藏的养料,不需要进行光合作用,所以它就不需要阳光了. 当然也不全是如此,根据一些种子的特性,它们在黑暗中发芽的情况会差一 些. (亲雁辉 陆劲松) 向上和向下 先把四颗刚刚发芽的种子放在一。
科学探究的一般方法:
1.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。
2.
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。
3.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。
4.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。
5.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: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:.(许多人眼不易观察的振动,我们可以通过它振动引起其他物体的变化来“看”它、“认识”它),如敲打桌面发声时,可在桌面上放一些泡沫塑料粒子,通过观察塑料粒子的运动情况就可说明桌面在振动。其他类似方法的还有许多。(研究分子的无规则运动,研究磁体周围的磁声,研究电流的效应。)
6.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
……………………等等。
希望我的回答对您有帮助
不同体系或者书本中对科学研究的方法总结也有所不同。
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