初中物理应用控制变量法

初中物理应用控制变量法 初中物理实验中“控制变量法”的应用 在初中物理学习过程中，同学们对基本的物理概念、规律的形成过程通常伴随着科学的探究，其中“控制变量法”是最重要，最常用，也是最有效的一种学习方法，它贯穿了初中物理教学始终。笔者结合自己的教学经验和部分同学的实际运用情况谈一谈对这种方法的具体应用。 所谓控制变量法指的是:当研究某个事物与其他几个因素之间关系时，往往先集中研究该事物与其他几个因素中某一个因素的关系，而控制另外几个因素不变，依次类推，对有关变量逐个加以判断，得出结论。要很好的利用“控制变量法”，通常应明确下面的三点: 一、明确所研究的物理量可能与哪几个因素有关。 这一点是应用控制变量法研究问的初步条件，也是科学探究的第一步环节，即猜想与假设。它要求同学们根据自己已储备的知识和经验对所研究的问题较合理的提出初步的设想，便于下一步利用控制变量法进行逐个证明。例如:上教版八年级物理第五章:科学探究摩擦力一节中，在研究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”实验前，就应该明确摩擦力的大小可能与压力大小有关、可能与接触面的粗糙程度有关、可能与接触面积有关、可能与物体所处的空间位置有关等。上教版九年级物理第十四章:电阻和变阻器一节中，在研究“决定电阻大小的因素”时，就应该明确影响电阻大小可能有导体的长度有关、与导体的横截面积有关、与材料有关、与温度有关等等。只有明 确了所研究的物理量可能与哪些因素有关，我们才能运用“控制变量法”对所猜想的问题进行逐个证明。 二、明确哪些因素应该变而哪些因素不应该变。 这一步是应用“控制变量法”解决问题的关键，例如:在探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关时，同学们应该明确必须控制压力的大小、接触面积大小等因素不变，只改变接触面的粗糙程度，测量出对应的滑动摩擦力的大小;在探究滑动摩擦力的大小与压力大小是否有关时，同学们应该明确必须控制接触面的粗糙程度、接触面积大小等因素不变，只改变压力大小，测量出对应的滑动摩擦力的大小。在探究导体的电阻与导体长度的关系时，就应该控制导体的材料、导体的横截面积、温度等不变，只改变导体的长度，测量出对应的电阻的大小。在探究电流与电压关系时，应该保持电阻、温度等不变，只改变电压，同时测量出对应的电流值。只有将影响事物的多个因素保持不变，才能找到该事物与某一个因素的关系，依次类推，对问题进行逐个证明，才能最终找到正确的规律。 三、明确怎样控制不变量和变量 这一步是应用“控制变量法”解决问题的根本，例如:在探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关时、且存在怎样的关系时，同学们应该明确怎样控制不变量和变量，即找到某种方法去控制压力的大小、接触面积大小等因素不变，同时还要控制接触面的粗糙程度有规律的改变。当然，要控制压力大小不变，三次实验最好用同样的重物压在受力面上，而不能改变重物的重;要保证接触面积大小 不变，应该控制三次实验过程只能用重物的一个面，而不能换用其它受力面，依次类推。当然，要控制接触面的粗糙程度有规律的改变，可以使三次实验过程中接触面逐渐变得粗糙，比如，第一次实验可以让重物直接在较光滑的木板上滑动，第二次实验可以在木板上铺一张报纸(将报纸揉皱)，再让重物在报纸上滑动，第三次实验可以在木板上铺一张毛巾并固定好，再让重物在毛巾上滑动。测量出三次实验对应的滑动摩擦力数据，通过，我们就能得出滑动摩擦力随接触面的粗糙程度变化的规律。同样，在探究滑动摩擦力的大小与压力大小是否有关时，同学们应该明确怎样控制接触面的粗糙程度、接触面积大小等因素不变，同时还要控制压力大小有规律的改变，当然，要控制接触面的粗糙程度不变，三次实验只能用同样的接触面;要控制压力大小有规律的改变，第一次实验可以只用重物在接触面上滑动，第二次实验可以在重物上加上一个钩码在同一接触面上滑动，第三次实验可以在重物上加上两个钩码再在同一接触面上滑动;再测量出三次实验对应的滑动摩擦力数据，通过分析，我们就能得出滑动摩擦力随压力变化的规律。 当然“控制变量法”不仅仅局限在这里的几个实验，它在速度、压强、比热容、密度等概念的形成过程等;牛顿第一定律、欧姆定律、液体内部压强的规律、影响液体蒸发快慢的因素等;都是采用的“控制变量法”来进行研究的。因而，同学们在应用过程中必须明确这三点，只有明确了这三点，才能真正熟练、灵活的应用它来解决物理问题，探究出自然界的物理规律。