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2019-2020年九年級物理 用控制變量法探究物理問題教案 人教新課標(biāo)版 一、復(fù)習(xí)目標(biāo)： 1．理解研究物理學(xué)的一種方法——控制變量法； 2．能較熟練地運用控制變量法研究物理問題； 二、重點與難點： 1．重點：控制變量法在物理探究中的應(yīng)用； 2．難點：如何確定變量及被控制的變量。 三、教學(xué)方法：講授、演繹、多媒體演示。 四、教學(xué)過程 在學(xué)習(xí)物理的過程中，我們不僅獲得了許多物理知識，更重要的是我們還應(yīng)掌握一定的物理方法。 在探究物理問題中，控制變量法是一種最常用的、非常有效的探索客觀物理規(guī)律的方法，這節(jié)課，我們就來用專題的形式來復(fù)習(xí)這一方法。 所謂控制變量法，就是指我們所要研究的物理量與某個物理量的關(guān)系時，我們要研究的物理還同時與其他物理量有關(guān)，這時，我們就要將其他物理量控制為不變，而僅讓我們所要研究的物理量發(fā)生變化。從而得出我們所要研究的物理量與之變化的規(guī)律。 下面我們具體說明： 物理量A與物理量X、Y、Z等多個物理量（變量）均有關(guān) 這時我們要研究物理量A與物理量（變量）X的具體關(guān)系，那么我們就要將其他變量（Y、Z）控制不變，而X則應(yīng)變化，從而得出A的變化與X變化的對應(yīng)規(guī)律。 請同學(xué)們看具體實例： 1．探究液體蒸發(fā)的快慢（A）與哪些因素有關(guān) 可能的因素：液體的溫度（X），液體的表面積（Y），液體表面上方空氣流動快慢（Z）。 （1）探究液體蒸發(fā)的快慢與溫度有關(guān)，（即A與X的關(guān)系），這時其他有可能有關(guān)的因素（即：液體的表面積Y，液體表面上方空氣流動的快慢Z）就要保持不變（或相同），而溫度則要變化。 典型例題：小華同學(xué)做“探究蒸發(fā)快慢與哪些因素有關(guān)的實驗，如圖1所示，在兩塊相同的玻璃上分別滴上一滴水，觀察圖1中的情景，可知該同學(xué)的主要目的是：探究蒸發(fā)的快慢是否與 有關(guān)。（xx年泉州中考試題） 圖1 （2）有的同學(xué)可能還猜想液體蒸發(fā)的快慢與液體的種類有關(guān)。應(yīng)如何探究？ 問：此時物理量A是下列的哪個（液體蒸發(fā)的快慢、溫度、表面積、液面氣流快慢、液體的種類），被控制為不變的物理量應(yīng)是哪些？應(yīng)該發(fā)生變化的量是哪個？ 2．探究“凸透鏡的焦距與什么因素有關(guān)” 典型例題：某物理學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們選擇了如圖2所示的四個透鏡進(jìn)行探究實驗。其中A和B、C和D是兩組形狀相同的凸透鏡，分別用玻璃、塑料和水晶制作而成。（xx南平市質(zhì)檢試題） （1）為了探究“凸透鏡的焦距大小與透鏡球形表面彎曲程度的關(guān)系”，同學(xué)們應(yīng)選擇圖2所示中的 透鏡做實驗；（選填字母）器材確定后，同學(xué)們讓一束與主光軸平行的光分別經(jīng)過兩凸透鏡后會聚于焦點處，如圖2的甲、乙所示，比較兩次實驗的現(xiàn)象，可以得到的結(jié)論是：凸透鏡表面越凸，凸透鏡的焦距越 。 （2）如果選擇A、B兩個凸透鏡，同學(xué)們還可以探究“凸透鏡的焦距大小與 的關(guān)系”。 玻璃 塑料 玻璃 水晶 乙 甲 A B C D 圖2 問：在這個例子中，我們所研究的物理量是什么？第（1）題中變化的量是什么？不變的量是什么？第（2）題中變化的量是什么？不變的量是什么？ 3．探究摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)： 猜想1：接觸面的粗糙程度； 猜想2：壓力的大小。 如何探究滑動摩擦力的大小與這些因素的關(guān)系呢？下面的實驗是某小組用變量控制法設(shè)計的方案來驗證猜想1： 1：取兩塊水平長木板，并在水平長木板上分別鋪上一塊玻璃和毛巾，先后 圖3 玻璃表面 毛巾表面 把小車置于玻璃和毛巾面上，用彈簧秤水平拉小車，使小車在水平方向作勻速直線運動（如圖3），請從圖4中分別讀出彈簧秤的讀數(shù)F1和F2,將結(jié)果填在表1中，并完成表中的其他空格。 乙 甲 圖4 表1：滑動摩擦力的大小與物體表面的粗糙程度的關(guān)系 同 一 物 體 （ 相 同） 接觸面 彈簧秤的讀數(shù)F（牛） 滑動摩擦力f（牛） 玻璃面 F1= f1= 毛巾面 F2= f2= 結(jié)論： 4．探究電流的大小與哪些因素有關(guān) 典型例題：如圖所示，研究“電流跟電壓、電阻關(guān)系”時，記錄數(shù)據(jù)如下： 實驗 次數(shù) 電阻U＝3V R/Ω I/A 4 5 0.6 5 10 0.3 6 15 0.1 實驗 次數(shù) 電阻R＝10Ω U/V I/A 1 1 0.1 2 2 0.2 3 3 0.3 表Ⅰ 表Ⅱ 表I中使 因素相同，表II是使 因素相同，上述數(shù)據(jù)可以總結(jié)為關(guān)系式____________。依次進(jìn)行表Ⅱ中第5、6次實驗的過程中，滑片P應(yīng)向____________滑動。移動滑片的目的是為了使 。（xx年青島中考試題） 練習(xí)：探究電磁鐵的磁性強弱與哪些因素有關(guān)。（教材第二冊P104） 請學(xué)生猜想：到底與什么因素有關(guān)？（電流、線圈匝數(shù)） 問：電磁鐵磁性的強弱應(yīng)該如何測定？ 為了驗證猜想電磁鐵的磁性與電流的關(guān)系， 圖4 （1）請同學(xué)們設(shè)計一個電路。電磁鐵的符號如圖4所示 示范電路如圖5所示： （2）若小明同學(xué)通過測量后，得到一個如圖6所示的圖表，則表明：電流越大電磁鐵的磁性越 （填“強”，“弱”）。由表中的圖線可知電磁鐵的磁性與電流 正比（填“成”或“不成”） 大頭針數(shù)目（個） 圖5 電流 圖6 （3）小華同學(xué)為了驗證猜想電磁鐵的磁性與匝數(shù)的關(guān)系，采取了如圖7所示的電路，他將多檔開關(guān)分別與1、2、3、4接通時，得到了如圖8所示的圖表。由此可得出結(jié)論，電磁鐵線圈的匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越 （填“強”或“弱”）。他將開關(guān)分另合向1、2、3、4的過程中，應(yīng)保持 不變。 練習(xí)講評。 小結(jié)：本節(jié)課我們復(fù)習(xí)了物理學(xué)中的一種常用探究方法，在研究一個因素與多個因素的關(guān)系時，我們常用控制變量法，我們在使用控制變量法時，要注意的是哪一個因素應(yīng)該控制不變，哪一個因素應(yīng)該發(fā)生變化。