探究物理規(guī)律的研究方法

姚云坤　譚學松

在物理學習的過程中，教師不僅要注重知識的授課。還應挖掘其中所蘊含的探究物理規(guī)律的方法，培養(yǎng)學生的科學思想和創(chuàng)新意識。提高學生的分析能力和創(chuàng)新能力。以下是物理課程中經(jīng)常用到的研究方法。

1類比法

是指在新事物同已知事物間具有類似方面作比較，由所熟悉事物所具有的某種屬性，可以推測與其類似的事物也應具有這種屬性的推理方法，其結論必須由實驗來檢驗。如：學習新課“電流”、“電壓”時引入原先學過的“水流”、“水壓”的知識進行類比，讓學生更易于理解。

2建模法

舍棄次要因素，抓住主要因素，從而突出客觀事物的本質特征，這就叫建模法。構建物理模型是一種研究問題的科學的思維方法。如：在“光學”中引入“光線”的模型；在“磁學”中引入“磁感線”的模型，大大加深了學生的理解。

3控制變量法

為了研究物理量同影響它的多個因素中的某一個因素的關系，可將除了這個因素以外的其它因素人為地控制起來，使其保持不變。再比較、研究該物理量與該因素之間的關系，得出結論，再依次研究另外一個或幾個因素的影響和作用，然后再綜合起來得出規(guī)律的方法。如：探究“影響蒸發(fā)快慢的因素”的實驗；探究“焦耳定律”的實驗等。

4等效替代法

是指某些物理量不直觀、不易測量、難于處理，可以轉換成較直觀、較易測量、易于處理而且又有等效效果的物理量來代替，從而簡化問題的一種方法。如：“力的合成”的實驗；串并聯(lián)電路的“等效電阻”等。

5推理法

有一些物理現(xiàn)象，由于受實驗條件所限，無法直接驗證，需要我們先進行實驗，在實驗基礎上經(jīng)過概括、抽象、合理推理得出科學規(guī)律的一種研究問題的方法，但得出的某些規(guī)律卻又不能用實驗直接驗證，故又稱理想實驗法。

例：在探究摩擦阻力對物體運動的影響實驗中，通過做實驗發(fā)現(xiàn)摩擦阻力越小，小車運動的路程就越遠，且速度減小就越慢，從而展開進一步的推理：如果表面絕對光滑，小車受到的阻力為零，速度不會減慢，將以恒定不變的速度永遠運動下去。牛頓在前人的研究成果基礎上，經(jīng)過分析、推理、概括得出了牛頓第一定律。

6轉換法

將對一個不易測的物理量的測量轉化為對另一些易測物理量的測量，這種轉化方法稱為轉換法。如：測量“玻璃磚的折射率”、“用單擺測重力加速度”等。

7幾何法

幾何學是數(shù)學中研究空間和圖形性質的一門學科，物理實驗、物理習題中有許多地方也都涉及到空間和圖形的問題。因此物理知識都或多或少地要與幾何知識發(fā)生聯(lián)系。物理中的幾何法就是利用幾何知識解決物理問題的方法。如：測直立電線桿的高度就可以利用幾何投影的方法來進行。

8圖象法

物理現(xiàn)象、物理過程以及物理規(guī)律，可用圖象來描述，目的是使復雜難懂的問題簡單化、形象化，即在坐標系中，相關象限內把相關的點連成平滑的直線或曲線，從而直觀地反映出物理量之間的變化規(guī)律。例如。海波(晶體)和松香(非晶體)的熔化與凝固的圖象。

9歸納法

在物理實驗中，經(jīng)常要對實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)進行分析、歸納總結，得出物理規(guī)律，以利于解決生活和生產(chǎn)中的實際問題。如：阿基米德原理F浮=G排=p液gV排。

10留跡法

有些物理過程是瞬息即逝的，為了探究物理規(guī)律，我們需要將其記錄下來，只有采用特殊方法使其留下軌跡，以便分析和研究。如用沙擺描繪單擺的振動曲線；用打點計時器記錄物體位置；用頻閃照相機拍攝平拋的小球位置等。

這幾種研究方法在物理教材中經(jīng)常用到，許多規(guī)律的形成以及實驗過程的設計往往用到了多種方法。熟練運用這幾類研究方法對于掌握知識及解決生活、生產(chǎn)中的實際問題，能起到事半功倍的效果。