杠桿的理想化模型

1. 高中物理實驗中理想化模型有哪些

天體運動，彈簧振子，子彈射擊木塊 單擺 杠桿、點光源、剛體、點電荷、薄透鏡、連通器、單擺、理想氣體,電流表——電阻為零，電壓表——電阻無窮大無摩擦等都是理想模型

2. 屬於理想的物理模型有哪些

1、實物模型（用來代替研究對象的理想模型），如：質點，剛體，點電荷，理想變壓器，黑體，理想氣體。

2、條件模型（將研究對象所處條件理想化的物理模型），如：輕桿，輕繩，輕彈簧，光滑，勻強電場。

3、過程模型（忽略次要因素作用，只考慮主要因素作用過程），如：將物體從高度較低的位置下落的過程，忽略空氣阻力，看作自由落體運動。

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在不同情境下，理想物理模型也有所不同，因為理想物理模型是隨著研究對象和研究問題的改變而改變。理想物理物理模型是一個抽象的概念，是人為主觀設定的一個模型，所以研究對象是否可以看作理想物理模型與其本身的性質並無直接聯系，而取決於研究對象的性質對研究問題的影響程度。

實際的物理現象和物理規律一般都是十分復雜的，涉及到許多因素。舍棄次要因素，抓住主要因素，從而突出客觀事物的本質特徵。

3. 怎麼做個關於杠桿的科學小模型

（1）取一根長寬適中的均勻薄木條，從木條中點開始向兩端畫上等間距刻度線。在中點處鑽一個孔，用細線將木條懸掛在支架上即成一杠桿。如果懸後不水平，則可在翹起端繞上金屬絲（或卷上膠布、粘上橡皮泥）調成水平。

鉤碼可用裝有細砂的青黴素葯瓶代替。

（2）在薄木條的中心挖一圓孔，圓孔內嵌進一段玻璃管。在支架上釘一銼成夾劈形的鐵釘，將玻璃管套在鐵釘上，再將杠桿調平衡即可。

（3）也可直接用學生的刻度尺（學生尺），放在三棱木塊的棱上代替杠桿，用相同質量的硬幣（或棋子）代替鉤碼進行實驗，，效果也很好。

4. 得出結論，運用了什麼物理研究方法

物理中的研究方法
一、控制變數法 當我們研究不同物理量之間的關系，為了確定一個物理量與另一個物理量之間的關系，就需要控制其他物理量不變，看所研究的物理量與另外一個物理量變化的關系，這種方法就是「控制變數法」。
具體例子：
1.探究導體中的電流與導體兩端電壓和電阻的關系
2.研究導體電阻大小與導體材料、長度、橫截面積的關系
3.研究滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度的關系
4.研究壓力的作用效果與壓力和受力面積的關系
5.研究液體的壓強與液體密度和深度的關系
6.研究物體動能的大小與質量和速度的關系
7.研究不同物質的吸熱能力8電流所作的功與電流、電壓的關系

二、理想化法 所謂理想化法就是藉助於邏輯思維和想像力，有意識的突出研究對象的主要因素，排出次要因素和無關的干擾因素，對實際的研究對象加以合理的概括和描述，在我們頭腦中形成理想化地研究客體或相互聯系、代替實際的研究對象，並用來探索物理世界奧秘的方法，初中物理理想化法主要體現在以下三個方面
（一）.理想化條件 1.忽略外界影響與一些不重要的力的影響。例如研究物體的運動時，不考慮空氣的阻力 2.忽略一些摩擦力。例如只研究物體在「光滑平面」上的運動在研究定滑輪、動滑輪、滑輪組時，不考慮軸上的摩擦力
（二.）理想化模型 在物理學中，常常把實際研究對象或過程抽象成理想模型。例如 1.在研究光的傳播路徑和傳播方向時，引入光線 2.在研究磁場的分布時，引入磁感線 3.將光滑的表面看成沒有摩擦的理想表面。 4.杠桿也是一種理想模型。杠桿在實際應用中，忽略受力產生的形變，不考慮形狀 5.在研究原子的組成時，引入原子核式結構， 6.電流表看成一段導線，電壓表視為開路
（三.理想實驗） 也叫假象實驗理想實驗以真實的科學實驗和科學理論為基礎，加以推理得出結論。即實驗加推理。 1.研究真空不能傳聲，是建立在空氣越少聽到聲音越小得出的 2.牛頓第一定律，是以摩擦越小，小車前進的越遠為基礎的

三、等效替代法 將某個物理量、物理裝置、物理狀態（過程），用另外一個物理量、物理裝置、物理狀態（過程）來替代，得到同樣的結論。在間接測量中有許多物理量的測量都採用了這種方法 1.研究平面鏡成像實驗中，用兩個同樣的蠟燭，其中一個找另一個的像 2.求多個用電器組成的串聯、並聯的總電阻 3.「曹沖稱象」，用石塊的重量的總和替代大象的重量 4.排水法求不規則物體的體積 5.測量摩擦力時，用二力平衡原理測得拉力，從而求摩擦力 6.托里拆利實驗，利用水銀柱產生的壓強求大氣壓的數值
四、轉化法 在研究看不見的物質或現象時，可以通過研究物質或現象所產生的可見效果，進一步認識該物質或現象。需要注意的是，等效替代法雖然也有轉化的思想，但其研究主體已經產生
轉移，而轉化法則是通過研究主體所產生的效果來求其原因的一種思維方法。 1.利用小球的振動來判斷發聲體在振動。 2.通過電流的效應來認識電流的存在 3.通過小磁針是否受力來判斷磁場的存在 4.電磁鐵磁性強弱通過它吸引的大頭針來確定 5.研究壓強時，利用小桌陷入海綿的深度來判斷壓力作用的效果 6.研究流體壓強時，用紙片的飄動顯示壓強的變化 7.研究動能大小的因素，通過小球推動木塊運動的遠近判斷小球動能的大小 8.通過固體、液體、氣體的擴散來認識分子的熱運動。 8電流產生熱量的多少通過溫度計示數變化量來判斷
五、類比法 在分析較為抽象的物理問題時，用具體的事物類比說明，找出共性，使得研究對象易於理解 1.用水流類比電流 水壓類比電壓 2.水波類比聲波3.用物體的動能、勢能類比分子的動能勢能4.用太陽系類比原子的結構。
六、圖像法 用圖像法分析問題，更加形象、直觀，便於理解。 1.研究固體熔化 2.研究水沸騰 3.研究物體質量與體積的關系4.研究重力與質量關系。

5. 淺談物理教學中常用的幾種科學探究方法

物理教學中蘊含的大量的科學方法，我們必須給予足夠的重視，並且滲透到教學活動中去，適時向學生介紹、點撥，學生在學習活動中去體驗、體會這些科學方法，逐步提高科學探究能力，掌握一些科學方法，為學生的終生學習打下良好的基礎。 在《初中物理課程標准》中，科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一。在探究科學規律的過程中，學生通過動手動腦，通過物理學知道的「再發現」過程，體驗到科學探究的樂趣，學習科學家的科學探究方法，領悟科學的思想和精神，掌握科學學習的策略和科學的思維方法，從而提高了他們的科學素質。要想使物理教學達到新課程標准確定的目標，我們必須重視物理教學中蘊含的大量的科學方法，把它們滲透到教學活動中去，適時向學生介紹、點撥，讓學生在學習活動中去體驗、體會科學方法，逐步提高學生科學探究能力，掌握一些科學方法，為學生的終生學習打下良好的基礎。下面就與大家一起來探討物理教學中常用的一些科學方法。 一、猜想法在科學探究的學習過程中，猜想這一步驟有著舉足輕重的地位，它是物理智慧中最活躍的成分，對學生猜想能力的培養，也是物理探究過程中的一個重要環節，而且猜想決定了科學探究的方向，因此，在物理教學的過程中，引導學生科學合理地猜想就顯得格外重要。 首先，猜想要有一定經驗和知識作為基礎。在進行科學猜想能力方面的教學時，可先針對問題讓學生展開想像的翅膀，鼓勵學生把所有可能的情況都大膽地說出來，然後讓學生根據已有知識和生活經驗逐一進行分析，想想生活中有哪些事實支持它，它和已有知識是否一致，排除那些與經驗和知識相矛盾的想法，留下的就可能是科學的猜想了，沒有一定的知識和經驗，猜想恐怕只能是無本之木，無源之水。所以在教學中為了避免學生胡猜亂想，讓學生說出猜想的理由、事實依據是很有效的避免課堂混亂的手段，也是培養學生探究能力的方法之一。 另外，教師引導學生猜想要注意把握好方向性。在學生的自主探究過程中，教師的引導可以起到了畫龍點睛的作用，由於課堂教學的時間和器材以及學生的知識的限制，我們不可能將學生講的、說的一一進行探究，必須進行去粗取精、去偽存真，才能讓探究過程順利完成。例如在猜想動能大小與哪些因素有關的的時候，學生猜想到的因素可能有質量、速度、重力、斜面坡度、高度等，特別應該注意要讓學生說出猜想的理由和依據，要能舉出相關的實例來證明。然後教師引導學生把其中類似的因素歸為一類，即質量和重力可以歸為質量這個因素，斜面坡度、高度、速度都可以歸為速度這個因素。這樣就把動能大小歸納猜想為與質量和速度這兩個因素有關。同時引導學生復習前面學習過的牛頓第一定律實驗，可以知道要控制物體到達斜面上的速度相同，必須控制物體從斜面上滑下的高度相同。然後通過控制變數的研究方法，這個探究實驗就不難完成了。完成實驗後，教師可以補充做一個實驗，即把質量和速度分別增大一倍，觀察木塊被推動的距離，來判斷質量和速度這兩個因素中到底哪一個因素對動能的影響更大，這樣為到高中的繼續學習打下基礎。當然，學生的猜想能力的培養並不是一朝一夕完成的，需要我們教師在教學過程中切實重視這一能力的培養，時時注意引導學生進行合理的猜想，以達到素質教育的目的。 二、控制變數法 「控制變數法」是初中物理中常用的探究問題的科學方法。由於影響物理研究對象的因素在許多情況下並不是單一的，而是多種因素相互交錯、共同起作用的。所以要想精確地把握研究對象的各種特性，弄清事物變化的原因和規律，必須人為的製造一些條件，便於問題的研究。例如當一個物理量與幾個因素有關時，我們一般是分別研究這個物理量與各個因素之間的關系，再進行綜合分析得出結論。這樣就必須在研究物理量同其中一個因素之間的關系時，將另外幾個因素人為地控制起來，使它們保持不變，以便觀察和研究該物理量與這個因素之間的關系。這就是「控制變數」的方法，在初中物理教學中有許多概念或規律的探索過程，都要用到控制變數法。例如，在八年級剛接觸物理時，有一個探究實驗是探究「聲音怎樣從發聲的物體傳到遠處？」。讓一個學生在桌子一端敲擊桌面，另個學生在另一端聽聲音，一次貼在桌面上聽，一次只是貼近桌面。發現兩次都可以聽到聲音，引導學生分析這兩次聲音分別是通過桌子和空氣傳來的，從而說明聲音要靠介質傳播。同時讓學生比較兩次聽到的聲音大小，從而認識到聲音在固體中比在空氣中傳播得快，即固體的傳聲能力強。在這里，老師一定要強調實驗中需要控制的變數就是聽聲音的距離和敲擊桌面的力度要相同，使學生體驗到控制變數的思想，為以後的探究實驗作好方法上的准備。 初中物理還用到控制變數法的實驗有：影響聲音的音調、響度等的因素有哪些？蒸發的快慢與哪些因素有關？導體的電阻大小與哪些因素有關？導體中的電流與導體兩端電壓和導體的電阻的關系，電熱的的大小與哪些因素有關？影響電磁鐵磁性強弱的因素有哪些？研究感應電流方向與哪些因素有關？研究通電導體在磁場中受力方向與哪些因素有關？力的作用效果與哪些因素有關？影響滑動摩擦力大小的因素有哪些？影響壓力作用效果的因素有哪些？研究液體的壓強與哪些因素有關？研究浮力的大小與哪些因素有關？研究動能或勢能的大小與哪些因素有關？研究物體吸引熱量的多少與哪些因素有關等等。 控制變數法是一種最常用的、非常有效的探索客觀物理規律的科學方法。通過控制變數法，可以讓我們很方便的研究出某個物理量與多個因素之間的定性或定量關系，從而能得出普遍的規律。 三、等效替代法 有一個廣為人知的歷史故事——曹沖稱象。他運用的就是一種等效替代的思想，他是用石頭替代了大象，巧妙地測出了大象的重力。當然，這里還用到了「化整為零」的思想。很多偉人也經常會用等效法來使研究問題簡化，例如，愛迪生用圍成一圈的平面鏡的反射光等效多個太陽造成了無影燈，他的助手阿普頓在苦苦計算燈泡的容積時，愛迪生卻告訴他只需要把燈泡裝滿水，測量水的體積即為燈泡的容積。還有阿基米德在洗澡時發現了鑒別王冠真假的方法，從而也導致了一個重要的原理——阿基米德原理的發現。這樣看來，當測量器材無法直接測量某個物理量時，就要設法用可以直接測量的物理量來取代不能直接測量的物理量，這就是「等效替代法」。採用此方法時，唯一要注意的是直接測量的與不能直接測量的物理量之間要有內在的聯系，找到這種內在的聯系，也就完成了實驗的設計。 期刊文章分類查詢,盡在期刊圖書館可以說「等效替代」的思想是物理實驗成功的最根本、最重要的思路，物理學中的相關定律、定理、公式、原理都是以替代思維成立的基礎為出發點的。例如，測量不規則固體的體積，就是利用物體浸沒在液體中時，物體體積與物體排開的液體的體積相等的原理，將Ｖ物用Ｖ排替代。在有量筒或量杯時，可採用「排液補差法」或叫「等量空間占據法」測量。沒有量筒或量杯時，可用彈簧秤和水，通過測量浮力大小，結合阿基米德原理計算Ｖ排（全部浸沒），也可以用天平測排水的質量（全部浸沒），再利用密度知識來計算Ｖ排。當無法直接測物體的質量時，就可以用漂浮的方法利用Ｆ浮＝Ｇ的原理，測出Ｆ浮也就知道了Ｇ，物體的質量也就可求了。這種質量或體積的替代測量方法一般多見於測量物質密度的方法中。還有許多物理量的測量都用到了等效替代法。 等效替代法還可以用在一些器材的等效上，如果在研究某一個物理現象和規律中，因實驗本身的特殊限制或因實驗器材等限制，不可以或很難直接揭示物理本質，而採取與之相似或有共同特徵的等效現象來替代，這樣不僅能順利得出結論，而且容易被學生接受和理解。例如，在探究平面鏡成像規律的實驗中，用玻璃板替代了平面鏡，因兩者在成像特徵上有共同之處，容易使學生接受，而玻璃板又是透明的，能通過它觀察到玻璃板後面的蠟燭，便於研究像的特點，揭示出平面鏡成像的規律。有了這些科學方法的啟發，學生在以後遇到有關問題時就可能運用自如了。比如在學習伏安法測電阻之後，要求學生設計一個實驗，在缺少電壓表或電流表，但另給一個定值電阻的情況下，要求測出未知電阻的阻值，應該怎麼辦？學生就可以用等效替代的思想來進行設計了，即讓電流表與定值電阻串聯來與電壓表等效，或者讓電壓表與定值電阻並聯來與電流表等效，每當學生自我解決了一個問題後，他們絕對會有一種「柳暗花明又一村」的感覺，對物理的興趣也自然而然的增加了不少。 四、轉換法所謂「轉換法」，主要是指在保證效果相同的前提下，將不可見、不易見的現象轉換成可見、易見的現象；將陌生、復雜的問題轉換成熟悉、簡單的問題；將難以測量或測準的物理量轉換為能夠測量或測準的物理量的方法。例如，在研究電熱的功率與電阻關系的實驗中，電流通過阻值不等的兩根電阻絲產生的熱量無法直接觀測和比較，而我們通過轉換為讓煤油吸熱，觀察煤油溫度變化情況，從而推導出那個電阻放熱多。進而再問該實驗能否不用煤油而改用其它方式來觀察電阻通電後的發熱情況？這樣促使學生思維得以發散，轉換的思維方法得到訓練，設計實驗的能力也隨著提高了。彈簧測力計的原理也隱含了一個間接測量原則。即用可直接量度的量去間接表現那些不便直接觀察不便直接測量的量。在這里，彈簧的長度變化是可以直接觀察直接測量的，而力的大小是看不到措不著的，但是力的大小卻和彈簧長度的變化有關系，所以我們就可以用彈簧的伸長量來量度力的大小。不僅測力計是這樣的，溫度計、壓強計、氣壓表（高度計）、電流表、電壓表、時鍾速度表都是如此，看見的是長度、角度的變化，反映的是溫度、液體壓強、大氣壓強（高度）、電流、電壓、時間、速度的變化。初中物理中有很多地方都用到了轉換法的原理。研究物體升溫吸熱的多少與哪些因素有關時，可通過觀察放入其中的相同電熱器加熱時間的長短來判斷吸熱多少。利用擴散現象來研究分子的運動及分子運動的快慢。研究動能或勢能大小時通過觀察運動的小球推動紙盒移動距離的大小或是木樁被打入地下的深度，來推斷動能和勢能的大小。研究力、電流、磁場時，由於它們都是看不見摸不著的東西，我們可以利用力所產生的效果、電流產生的各種效應、磁場的基本性質來研究它們。比如可以通過泡沫塑料凹陷的程度來知道壓力的作用效果大小，用燈光的亮度來感知電流的大小、用電磁鐵吸引大頭針的個數來判斷其磁性強弱。將光在透明空氣中的傳播轉換為在煙或水霧中的傳播來觀察光的傳播方向。再如，把發聲體的微小振動用泡沫塑料球的振動來進行放大，把物體熱脹冷縮的微小變化用細管中液柱的高度變化來放大，把物體受力後的微小形變用平面鏡反射光線的偏轉角度來進行放大等等都是利用了轉換法。 轉換法可以通過轉換研究對象、空間角度、物理規律、物理模型、思維角度、物理過程、物理狀態、時間角度等達到化繁為簡，化難為易，間接地解決問題。這對於學生的想像設計能力和創造性思維品質的培養是大有益處的。 五、理想化方法 縱觀物理學發展史，許多重大的發現與結論，都是由於科學家們經過大膽的猜想構思，創建出科學的理想化的物理模型，並通過實驗檢驗或實踐驗證，在模型與事實基礎很好吻合的前堤下獲得的。伽里略和牛頓構建了光滑這一理想化的模型，才有慣性定律的重大發現。法拉第在1852年，對帶電體、磁體周圍空間存在的物質，設想出電場線、磁場線一類力線的模型，並用鐵粉顯示了磁鐵周圍的磁力線分布形狀，從而建立了場的概念，對當前的傳統觀念是一個重大的突破。盧瑟福也在1911年構思出原子的核式結構模型。 用理想化模型代替客觀原型的研究方法就是「理想化方法」。它又分為「理想實驗法」和「理想模型法」。例如，我們在研究真空能否傳聲的時候，將一隻小電鈴放在密閉的玻璃罩內，接通電路，可清楚的聽到鈴聲，用抽氣機逐漸抽去玻璃罩內的空氣，聽到鈴聲越來越弱，這說明空氣越稀薄，空氣的傳聲能力越弱。實驗中無法達到絕對的真空，但可以通過鈴聲的變化趨勢，推測出真空不能傳聲，這與牛頓第一定律的建立過程是非常類似的。這屬於理想實驗法。如果教師在教學中注意很好地滲透這一方法，有利於培養學生的科學思想，提高學生的創新能力。 在初中教材中，我們熟悉的理想化模型有：杠桿（只要能繞著固定點轉動的物體都可以看做是杠桿）、斜面（像盤山公路這樣起點為低終點高的彎曲面可以看做是斜面）、輪軸（像門把手、汽車方向盤、腳踏板、扳手這樣在使用中某部分轉動形成的軌跡是一個圓的機械都可以看作輪軸）、連通器（上端開口、底部連通的容器都可以看做是連通器）、薄透鏡、光線、磁感線等等。正是引入了這些理想化的物理模型，才得以使我們面對許多復雜的現實問題，通過簡化處理能夠比較順利地予以解決。我們也常常運用理想化方法，對於某些問題可以通過尋找和建立合適的理想化模型來處理，即將研究對象、條件等理想化，以達到化繁為簡的目的。 另外，常用的科學方法還有類比法、圖象法、歸納法、比較法、演繹法、推理法、想像法、逆向思維法、宏觀與微觀結合法、累積法，以及微分法等等，這里就不一一獒述了。

6. 初中物理 探究杠桿的平衡條件與探究磁場時引入磁感線分別運用了什麼物理方法

第一個運用的是歸納法，第二個運用的是轉換法

研究物理的科學方法有許多，經常用到的有觀察法、實驗法、比較法、類比法、等效法、轉換法、控制變數法、模型法、科學推理法等。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）、和控制變數法（在研究電阻與長度有關時控制了材料、橫截面積）等方法。可見，物理的科學方法題無法細致的分類。只能根據題意看題中強調的是哪一過程，來分析解答。下面我們將一些重要的實驗方法進行一下分析。
一、控制變數法
物理學研究中常用的一種研究方法——控制變數法。所謂控制變數法，就是在研究和解決問題的過程中，對影響事物變化規律的因素或條件加以人為控制，使其中的一些條件按照特定的要求發生變化或不發生變化，最終解決所研究的問題。
可以說任何物理實驗，都要按照實驗目的、原理和方法控制某些條件來研究。
如：導體中的電流與導體兩端的電壓以及導體的電阻都有關系，中學物理實驗難以同時研究電流與導體兩端的電壓和導體的電阻的關系，而是在分別控制導體的電阻與導體兩端的電壓不變的情況下，研究導體中的電流跟這段導體兩端的電壓和導體的電阻的關系，分別得出實驗結論。通過學生實驗，讓學生在動腦與動手，理論與實踐的結合上找到這「兩個關系」，最終得出歐姆定律I＝U/R。
為了研究導體的電阻大小與哪些因素有關， 控制導體的長度和材料不變，研究導體電阻與橫截面積的關系。
為了研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關，保證壓力相同時，研究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關系。
利用控制變數法研究物理問題，注重了知識的形成過程，有利於扭轉重結論、輕過程的傾向，有助於培養學生的科學素養，使學生學會學習。
中學物理課本中，蒸發的快慢與哪些因素的有關；滑動摩擦力的大小與哪些因素有關；液體壓強與哪些因素有關；研究浮力大小與哪些因素有關；壓力的作用效果與哪些因素有關；滑輪組的機械效率與哪些因素有關；動能、重力勢能大小與哪些因素有關；導體的電阻與哪些因素有關；研究電阻一定、電流與電壓的關系；研究電壓一定、電流和電阻的關系；研究電流做功的多少跟哪些因素有關系；電流的熱效應與哪些因素有關；研究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關系；研究影響力的作用效果的因素；研究琴弦發聲的音調與弦粗細、松緊、長短的關系；研究物體吸熱與物質種類、質量、溫度的關系；研究通電導體在磁場中的受力與哪些因素有關；研究影響感應電流的方向因素等均應用了這種科學方法。
二、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（這里也有等效思維）
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麼因素有關的時候，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。
物體發生形變或運動狀態改變可證明此物受到力的作用；蘋果落地可證明重力存在；馬得堡半球實驗可證明大氣壓的存在；霧的出現可證明空氣中含有水蒸氣；影的形成可以證明光沿直線傳播；月食現象可證明月亮不是光源；奧斯特實驗可證明電流周圍有磁場；指南針指南北可證明地磁場的存在；手機能打電話可證明電磁波的存在；擴散現象可證明分子做無規則運動；鉛塊實驗可證明分子間引力的存在；運動的物體能對外做功可證明它具有能。
在我們回答動能與什麼因素有關時，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：1、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，其中採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：然後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
三、放大法
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。 比如音叉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。嚴格說放大法也屬於轉換法．
四、積累法
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採取的積累法。
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。嚴格地說積累法也屬於轉換法。
五、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，由於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： 1、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，進行比較並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。
六、理想化物理模型：
實際現象和過程一般都十分復雜的，涉及到眾多的因素，採用模型方法對學習和研究起到了簡化和純化的作用。但簡化後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，簡化後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，但是我們為了便於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。）
光滑平面（研究力學時常用到光滑平面，即物體表面沒有摩擦，但是真正沒有摩擦的表面是沒有的．為了問題的簡化就把很小的摩擦不考慮就假設物體表面光滑）
例：1、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( )多項選擇
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
七、科學推理法：
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。
八、等效替代法：
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，那麼這一個力就替代了兩個力所以叫等效替代法，在研究串、並聯電路的總電阻時，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。
九、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後歸納、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，於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並得出最後結論時），都要用到這一方法。
在驗證導體的電阻與什麼因素有關的時候，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後歸納總結得出的。
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。運用歸納法得出的結論更具有普遍性。運用這種思維方法時實驗一定要改變條件多做幾次，否則得出的結論可能是特殊結論，而不具備普遍性。
十、比較法（對比法）
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，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。
十一、分類法
把固體分為晶體和非晶體兩類、導體和絕緣體。
十二、觀察法
物理是一門以觀察、實驗為基礎的學科。人們的許多物理知識是通過觀察和實驗認真地總結和思索得來的。著名的馬德堡半球實驗，證明了大氣壓強的存在。在教學中，可以根據教材中的實驗，如長度、時間、溫度、質量、密度、力、電流、電壓等物理量的測量實驗中，要求學生認真細致的觀察，進行規范的實驗操作，得到准確的實驗結果，養成良好的實驗習慣，培養實驗技能。大部分均利用的是觀察法。
十三、比值定義法：
例：密度、壓強、功率、電流等概念公式採取的都是這樣的方法。
十四、多因式乘積法：
例：電功、電熱、熱量等概念公式採取的都是這樣的方法。
十五、逆向思維法
例：由電生磁想到磁生電
以上這些方法，還只是在初中物理的學習中會遇到和使用的一些科學方法，列舉出來，希望能夠給大家一些幫助。也希望大家都來關注這方面的問題，多了解和掌握一些科學方法，靈活運用，以便於指導我們的學習，工作和生活。

7. 物理問題

方法
教材中方法的運用
說明

等效

(替代

法)
⑴在電路中，若干個電阻，可以等效為一個合適的電阻，反之亦可，如串聯電路的總電阻、並聯電路的總電阻都利用了等效的思想。

⑵在「曹沖稱象」中用石塊等效替換大象，效果相同。

⑶在研究平面鏡成像實驗中，用兩根完全相同的蠟燭，其中一根等獎另一根的像。
在物理學中，將一個或多個物理量、一種物理裝置、一個物理狀態或過程來替代，得到同樣的結論，這樣的方法稱為等效（替代）法，運用這樣的方法可以使所要研究的問題簡單化、直觀化。

建立

理想

模型

法
⑴勻速直線運動，就是一種理想模型。在生活實際中嚴格的勻速直線運動是無法找到的，但有很多的運動情形都近似於勻速直線運動，按勻速直線運動來處理，大大簡化了難題，得到的結果又具有極高的精度，在允許的誤差范圍內與實際相吻合。

⑵杠桿也是一種理想模型，杠桿在實際使用時，由於受力的作用，都會引起或大或小的形變，可忽略不計，因此，我們就把杠桿理相化，認為它無形變。

⑶汛期，江河中的水有時會透過大壩下的底層從壩外的地面冒出來，形成「管涌」，「管涌」的物理模型是連通器。

⑷光線、磁感線都是虛擬假定出來的，但它們卻直觀、形象地表述物理情境與事實，方便地解決問題。通過磁感線研究磁場的分布，通過光線研究光的傳播路徑和方向。
把復雜問題簡單化，摒棄次要條件，抓住主要因素，對實際問題進行理想化處理，構建理想化的物理模型，這是一種重要的物理思想。在建立起理想化模型的基礎上，有時為了更加形象地描述所要研究的物理現象、物理問題，還需要引入一些虛擬的內容，籍此來形象、直觀地表述物理情景。

控制

變數

法
⑴研究滑動摩擦力與壓力和接觸面之間的關系。

⑵研究壓力的作用效果(壓強)與壓力和受壓面積的關系。

⑶研究液體的壓強與液體的密度和深度的關系。

⑷研究物體的動能與質量和速度的關系。

⑸研究物體的勢能與質量和高度的關系。

⑹研究弦樂器的單調與弦的松緊、長短和粗細的關系。

⑺研究電流與電阻、電壓之間的關系即歐姆定律。

⑻研究導體電阻大小跟導體的材料、長度、橫截面積的關系。

⑼研究電流產生的熱量與電流、電阻和通電時間的關系。

⑽研究電磁鐵的磁性與線圈的匝數和電流的大小的關系。

⑾研究蒸發快慢與液體溫度、液體的表面積和液體上方空氣的流動快慢有關。
在研究物理問題時，某一物理量往往受幾個不同物理的影響，為了確定各個不同物理量之間的關系，就需要控制某些量，使其固定不變，改變某一個量，看所研究的物理量與該物理量之間的關系。

【注意】在很多探究性實驗中經常用到此法

實驗

推理

法
⑴研究牛頓第一定律

⑵研究真空中能否傳聲
實驗推理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結論，深該地揭示物理規律的本質，是物理學研究的一種重要的思想方法。

轉

換

法
⑴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，即根據電流產生的效應來判斷。

⑵分子運動看不見、摸不著，不好研究，便可通過研究擴散現象認識它。

⑶磁場運動看不見、摸不著，判斷磁場是否存在時，用小磁針放在其中看是否轉動來確定。

⑷判斷電磁鐵強弱時，用電磁鐵吸引大頭針的多少來確定。
在物理學習中，有時需要研究看不見的物質（如電流、分子、力、磁場），這時就必須將研究的方向轉移到由該物質產生的各種可見的效應、效果上，由此來分析、研究該物質的存在、大小等情況，這種研究方法稱為轉換法。

類

比

法
⑴固體、液體、氣體的分子結構用學生在校的情況類比。

⑵研究做功快慢時與運動快慢進行類比等。
為了把要表述的物理問題說得清楚明白，往往用具體的、有形的、人們民熟知的事物來類比要說明的那些抽象的、無形的、陌生的事物。通過類比，使人們對所要提示的事物有一個直接的、具體的、形象的認識，找出類似的規律。

【注意】類比的兩個或兩類對象要有共有的相同或相似處。

8. 高中物理中哪些屬於是理想化模型

物理理想化模型就是在沒有外界干擾的情況下進行的假設證明，一般，沒有摩擦力的，如 自由落體，驗證動能定理、機械能守恆。還有忽略萬有引力的，天體運動都假設成圓周且忽略其他星球的影響，原子核內電子的運動……幾乎力學全是在理想情況下做出的假設定理。