控制變量法在中考物理中的應用

控制變量法在中考物理中的應用

    例題：某校研究性學(xué)習小組在探究“液體蒸發(fā)的快慢與哪些因素有關(guān)”的過(guò)程中，根據生活經(jīng)驗提出了以下兩種猜想：

猜想一：液體蒸發(fā)的快慢可能和物質(zhì)的種類(lèi)有關(guān)。

猜想二：液體蒸發(fā)的快慢和液體表面空氣流動(dòng)的快慢有關(guān)。

針對猜想一，同學(xué)們設計的實(shí)驗及觀(guān)察到的現象如下：

        在玻璃板上，同時(shí)用酒精和水涂一個(gè)同樣大的圓斑，觀(guān)察發(fā)現酒精圓斑先干了。

        請你認真思考下列問(wèn)題，并回答：

（1）       同學(xué)們通過(guò)實(shí)驗得出的結論是：

蒸發(fā)的快慢與液體種類(lèi)有關(guān)                                              ；

（2）      實(shí)驗中“涂同樣大的圓斑”其目的是：

控制變量，使之在相同的條件下進(jìn)行比較                                  ；

（3）      設計出研究猜想二的實(shí)驗方案：

在兩個(gè)表面積相同的同種液體條件下，比較不同空氣流動(dòng)快慢時(shí)的蒸發(fā)情況     

在上面的在例題中，影響液體蒸發(fā)的快慢的因素有兩個(gè)，一個(gè)是物質(zhì)的種類(lèi)，一個(gè)是液體表面空氣流動(dòng)的快慢。這兩個(gè)因素是同時(shí)起作用的。為了確定其中一個(gè)因素跟液體蒸發(fā)快慢的關(guān)系，就需要控制另外一個(gè)因素不變，而只改變這個(gè)因素，看這個(gè)因素的變化是否會(huì )引起蒸發(fā)的效果。

這就引出了我們物理學(xué)上面非常非常重要的一種方法和思想：

在研究物理問(wèn)題時(shí)，當一個(gè)物理量與多個(gè)因素有關(guān)時(shí)，為了確定這個(gè)物理量與某個(gè)因素的關(guān)系，就需要控制其它因素不變，只改變這個(gè)因素，看所研究的物理量與這個(gè)因素的變化關(guān)系，這種方法就叫做“控制變量法”。

這種方法在2011年的中考之中有所體現。2011年南京物理中考第17題：

17．如圖所示，甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同．燃料的質(zhì)量都是10g，燒杯內的液體質(zhì)量也相同．

(1)比較不同燃料的熱值，應選擇兩圖進(jìn)行實(shí)驗；比較不同物質(zhì)的比熱容，應選擇兩圖進(jìn)行實(shí)驗；

(2)水的比熱容為4.2×103J／(kg·℃)，它的物理含義是；

我們主要來(lái)看它的第一問(wèn)。第一個(gè)問(wèn)題是比較不燃料的熱值。我們知道熱值是1千克某種燃料完全燃燒放出的熱量，符號是Q，單位是焦耳每千克，符號是 .根據控制變量法的思想，我們想要比較不同的燃料對放熱的影響，就需要控制其他因素不變，而只改變燃料的種類(lèi)。這里所謂不變的因素，即包括燃料的質(zhì)量要相同、被加熱液體的種類(lèi)和質(zhì)量要相同，以及實(shí)驗方法、流程等等相同。因此，符合條件的是甲圖和乙圖。

第二個(gè)問(wèn)題是比較物質(zhì)的比熱容，即單位質(zhì)量物體改變單位溫度時(shí)的吸收或釋放的內能，符號c，單位焦耳每千克攝氏度，符號 。根據控制變量法的思想，我們要比較不同物質(zhì)的比熱容，就需要控制其他因素不變，而只改變物質(zhì)的種類(lèi)。這里要保持不變的因素有物質(zhì)的質(zhì)量要相同、物質(zhì)吸收的熱量要相同、升高的溫度要相同，當然實(shí)驗方法和流程也必須相同。因此，符合條件的是甲圖和丙圖。

事實(shí)上控制變量法的方法和思想不止在物理，在其他科目比如化學(xué)、生物等等同樣非常重要，說(shuō)它是我們研究任何課題的一個(gè)基本思想都不過(guò)分。同學(xué)們一定要掌握。

現在物理中考越來(lái)越重視實(shí)驗題的考察，我們的老師和學(xué)生在平時(shí)學(xué)習的過(guò)程中不太重視物理實(shí)驗，特別是實(shí)驗思想，常常被忽視，導致我們在考試的時(shí)候明明知道這道題考的是什么知識點(diǎn)，也知道知識點(diǎn)之間有什么聯(lián)系，卻不知道該如何按照題目的要求選擇正確的裝置，如何安排步驟的順序。如何避免出現這樣的問(wèn)題，需要我們每一個(gè)老師和同學(xué)去思考。平時(shí)注意方法和思想的總結，而不是一味的做題，才是真正有效的學(xué)習。

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