例谈“控制变量法”的应用

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1、例谈“控制变量法”的应用　　在物理学习中，我们应用到多种研究问题的方法如：建模法、类比法、等效替代法等。其中有一种应用最为广泛的方法：如在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中，影响因素（称为变量）可能有许多。怎样才能确定哪些因素没有影响，那些因素有影响以及影响的程度如何？在实验中，我们采取这样的方法：在研究某个因素的影响时，只改变这个量的大小，而保持其他量不变，从而确定这个因素是否影响导体的电阻，以此类推，对有关变量逐个地加以判断，就能找出影响电阻大小的所有因素，这种方法称为控制变量法。控制变量法是解决复杂问题的一种有效方法，在我们的物理学习中有广

2、泛的应用。例如：研究影响液体内部压强大小的因素、研究影响物体动能大小的因素、研究影响物体重力势能大小的因素、研究影响物体滑动摩擦力大小的因素、研究弦乐器音调高低的因素、研究影响电磁铁磁性强弱的因素等等。不仅如此，在中考题的设计求解过程中亦有很多应用，现举几例，共同探讨。　　1、实验问题中控制变量法的应用　　、（海淀区2006）物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。这种运动只在没有空气的空间才能发生，在有空气的空间，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似地看作自由落体运动。为了探究自由落体运动快慢与哪些因素有关，

3、小明作如下猜想：　　　　实验序号　　材料　　下落高度　　（m）　　下落时间　　（s）　　1　　铁球　　20　　　　2　　铁球　　30　　　　3　　铅球　　20　　　　猜想一：物体下落的快慢与物体的材料有关；　　猜想二：物体下落的快慢与物体下落的高度有关；　　猜想三：物体下落的快慢与物体的质量有关。　　为验证猜想的正确性，几位同学用三个金属球做了一系列的实验，实验数据记录如下：　　⑴为验证猜想一，应比较实验序号和，　　结论是：；　　⑵请你帮助小明验证猜想三：　　①器材：的铁球A、1kg的铁球B和皮尺，还　　需要的器材是；　　②实验步骤：　　③结论：　

4、　⑶小敏同学也对这个问题进行了研究，她让两片完全相同的纸（一张平展，另一张对折）同时从三楼由静止开始下落，她发现两片纸（填“同时”或“不同时”）着地，此下落过程中两片纸作的（填“是”或“不是”）自由落体运动，因为。　　分析：此题考查学生控制变量法的应用能力、分析问题、设计实验解决问题的能力。要完成是否与物体材料的探究应当选择不同材料的小球，但是要控制下落的高度相同，从而选择1、3；而要想完成猜想3的探究，势必要控制小球的材料、落地的高度，通过比较落地的时间是否相同进而得出结论。　　附参考答案：⑴13在下落高度相同时，物体下落的快慢与材料无关⑵①秒表

5、（计时器）　　②Ⅰ、让A球从某一高度由静止下落，用秒表测出A球下落的时间为tA　　Ⅱ、让B球从同一高度由静止下落，用秒表测出B球下落的时间为tB　　③若tA=tB，则物体下落快慢与物体质量无关　　若tA≠tB，则物体下落快慢与物体质量有关　　⑶不同时不是纸所受的阻力太大，相对于纸的重力不能忽略不计　　、(2006河北)小明做“研究液体的压强”实验时得到的几组数据如下表：　　　　　　序号　　液体　　深度／cm　　橡皮膜方向　　压强计左右液面高度差cm　　1　　水　　5　　朝上　　　　2　　水　　5　　朝下　　　　3　　水　　5　　朝侧面　　　　4　　

6、水　　10　　朝埘面　　　　5　　水　　15　　朝侧面　　　　6　　酒精　　15　　朝侧面　　　　根据表中的数据．请回答下列问题：　　(1)比较序号为1、2、3的三组数据，可得出的结论是　　　　　　　　　(2)比较序号为3、4、5的三组数据，可得出的结论是　　　　　　　　(3)比较序号为5、6的两组数据，可得出的结论是　　　　　　　　　　分析：此题考查液体内部压强的规律：液体内部各个方向都有压强，且同种液体内部同一深度各个方向压强相等；深度增加压强增大；不同液体同一深度，液体密度越大，压强越大。第一小问比较序号为1、2、3的三组数据，从三组数据中不

7、难发现控制了液体的深度、液体的种类相同，想要研究的是同一深度处不同方向的压强关系，结合表格数据很快就可以写出正确结论。以此类推同样可以解决二、三两问。　　、(2006淮安)种植花木是小芳同学爸爸的爱好．放学回家后，小芳经常帮助爸爸给花草浇水、施肥……．爸爸绐小芳讲了许多有关养花的经验：用什么样的土壤、土壤湿润的程度、施什么样的肥料。施肥的时间，施肥的多少，太阳光照射的时间长短以及光照强度都是影响开花质量的主要因素．小芳经过思考后，想探究光照强度对开花质量的影响．她将自己的想法告诉了爸爸，得到了爸爸的肯定与支持．　　(1)光照强度对开花质量有怎样的影

8、响呢?请你根据自己的生括经验和掌握的知识，给出　　你的猜想：_______________________________