探究物理研究方法 辨析力與運動關系

力和運動的基礎知識在現實生活、社會經濟和科技中有著廣泛的應用。機械運動、力的種類及力與運動的關系聯系非常密切，要正確分析力與運動的關系，必須掌握科學的物理研究方法和正確的解題思路。下面，筆者和同學們談談在中考試題中常見的物理研究方法，供同學們在學習中借鑒。

一、概念辨析法 例1茶杯靜止在水平桌面上，以下屬于一對平衡力的是（ ） A．茶杯受到的重力與茶杯對桌面的壓力 B．茶杯受到的重力與桌面對茶杯的支持力 C．茶杯對桌面的壓力與桌面對茶杯的支持力 D．茶杯受到的重力與桌子受到的重力 解析選項A中茶杯受到的重力與茶杯對桌面的壓力分別作用在茶杯和桌面上，不是同一物體受到的力，不是平衡力；

選項C中的兩個力是相互作用的力，也不是平衡力；選項D中是兩個物體受到的重力，不是平衡力；只有選項B中茶杯的重力和桌面對茶杯的支持力符合平衡力的條件，是平衡力。

答案B 點評同學們必須清楚平衡力和相互作用力的概念及區別，判斷兩個力是不是平衡力，一般方法是：先判斷題中給出的兩個力是否作用在同一物體上，然后再根據二力平衡的條件或根據物體所處的狀態判定這兩個力是否平衡。

二、理想實驗法 例2如圖所示是伽利略著名的斜面理想實驗，實驗設想的步驟有： ①減小第二個斜面的傾角，小球在該斜面上仍然要達到原來的高度。

②兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球將滾上另一個斜面。③繼續減小第二個斜面的傾角，最后使它成水平面，小球將沿水平面做持續的勻速運動。④如果沒有摩擦，小球將上升到原來釋放時的高度。（1）請將上述步驟按照正確的順序排列______________（只要填寫序號）。

（2）在上述設想步驟中，有的屬于可靠事實，有的則是理想化的推論。

下面關于這些事實和推論的分類正確的是（ ） A．①是事實，②③④是推論 B．②是事實，①③④是推論 C．③是事實，①②④是推論 D．④是事實，①②③是推論 解析斜面實驗是讓小車從同一斜面的同一高度滾下，使其剛滾到水平面上時具有相同的初速度，然后在阻力不同的水平面上滾動，通過比較在所受到阻力不同的情況下滾動的遠近，推理出“如果物體不受阻力，物體將永遠運動下去”的結論。

答案（1）②④①③ （2）B 點評雖然理想實驗的實驗條件無法實現，但它的結論是建立在大量經驗與科學推理的基礎之上的，因而這個實驗的結論是正確的，這和牛頓第一定律的得出具有相同的道理。

三、圖象分析法 例3如圖甲所示，物體A始終只受同一直線上的兩個力F1、F2的作用，Fl、F2的大小隨時間的變化如圖乙所示，則下列分析正確的是( ) A．在t1時間內，物體所受的合力先變大后變小，合力的方向始終與F2相同

B．在t1時間內，物體所受的合力先變小后變大，合力的方向始終與F2相同 C．在t1時間內，物體所受的合力先變大后變小，合力的方向始終與F2相反 D．在t1時間內，物體所受的合力先變小后變大，合力的方向始終與F2相反 解析該題是通過圖象來分析物體受到的力變化情況。

我們分析圖象可知，在t1時間內，F1始終不變，大小一直為F0；F2是先變小，然后變大，但總有F2≤F0，則有F1≥F2。而F1、F2兩個力在同一直線上，方向相反，根據合力的概念可知，合力等于二力之差，方向和較大的力方向相同，即F合＝F1－F2，方向與F1的方向相同，與F2的方向相反。

答案C 點評新課程標準強調，同學們應該能利用不同的渠道收集信息。本題中，一些重要的數據變化都是通過分析圖象得到的，考查了同學們是否具有從簡單的數學圖象中獲取信息，再與物理知識相結合處理信息的能力。四、控制變量法 例4在探究影響摩擦力大小因素的實驗中，記錄的結果如下表所示。

次數 接觸面 壓力（N） 摩擦力（N） 1 木塊和木板 2 0．4 2 木塊和木板 4 0．8 3 木塊和棉布 2 0．6 4 木塊和毛巾 4 1．2 （1）在這個實驗中，使用的是控制變量法，在第1、2次實驗中變量是____________，控制的變量是____________。

得到的是：接觸面不變時，壓力越大，摩擦力越大。（2）在研究接觸面對摩擦力大小的影響時，可采用第________次的實驗結果，得到的結論是__________________________________________。

解析分析表中1、2次實驗數據可知，摩擦力的大小與壓力的大小有關，接觸面都是木塊和木板，控制的變量是接觸面的粗糙程度，在接觸面粗糙程度不變的條件下，壓力越大，摩擦力越大。分析表中1、3（或2、4）次實驗數據可知，摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關，壓力相同時，接觸面越粗糙，摩擦力越大。

答案（1）壓力的大小 接觸面的粗糙程度。（2）1、3（或2、4） 壓力相同時，接觸面越粗糙，摩擦力越大。點評本實驗中，我們用到一種探究問題的方法──控制變量法，這是物理研究中常用的方法，也是中考考查的重點方法之一。

探究物理研究方法 辨析力與運動關系 河南省濟源市梨林鎮一中 段利寧 力和運動的基礎知識在現實生活、社會經濟和科技中有著廣泛的應用。機械運動、力的種類及力與運動的關系聯系非常密切，要正確分析力與運動的關系，必須掌握科學的物理研究方法和正確的解題思路。

下面，筆者和同學們談談在中考試題中常見的物理研究方法，供同學們在學習中借鑒。

一、概念辨析法 例1茶杯靜止在水平桌面上，以下屬于一對平衡力的是（ ） A．茶杯受到的重力與茶杯對桌面的壓力 B．茶杯受到的重力與桌面對茶杯的支持力 C．茶杯對桌面的壓力與桌面對茶杯的支持力 D．茶杯受到的重力與桌子受到的重力 解析選項A中茶杯受到的重力與茶杯對桌面的壓力分別作用在茶杯和桌面上，不是同一物體受到的力，不是平衡力；

選項C中的兩個力是相互作用的力，也不是平衡力；選項D中是兩個物體受到的重力，不是平衡力；只有選項B中茶杯的重力和桌面對茶杯的支持力符合平衡力的條件，是平衡力。

答案B 點評同學們必須清楚平衡力和相互作用力的概念及區別，判斷兩個力是不是平衡力，一般方法是：先判斷題中給出的兩個力是否作用在同一物體上，然后再根據二力平衡的條件或根據物體所處的狀態判定這兩個力是否平衡。

二、理想實驗法 例2如圖所示是伽利略著名的斜面理想實驗，實驗設想的步驟有： ①減小第二個斜面的傾角，小球在該斜面上仍然要達到原來的高度。

②兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球將滾上另一個斜面。③繼續減小第二個斜面的傾角，最后使它成水平面，小球將沿水平面做持續的勻速運動。④如果沒有摩擦，小球將上升到原來釋放時的高度。（1）請將上述步驟按照正確的順序排列______________（只要填寫序號）。

（2）在上述設想步驟中，有的屬于可靠事實，有的則是理想化的推論。

下面關于這些事實和推論的分類正確的是（ ） A．①是事實，②③④是推論 B．②是事實，①③④是推論 C．③是事實，①②④是推論 D．④是事實，①②③是推論 解析斜面實驗是讓小車從同一斜面的同一高度滾下，使其剛滾到水平面上時具有相同的初速度，然后在阻力不同的水平面上滾動，通過比較在所受到阻力不同的情況下滾動的遠近，推理出“如果物體不受阻力，物體將永遠運動下去”的結論。

答案（1）②④①③ （2）B 點評雖然理想實驗的實驗條件無法實現，但它的結論是建立在大量經驗與科學推理的基礎之上的，因而這個實驗的結論是正確的，這和牛頓第一定律的得出具有相同的道理。

三、圖象分析法 例3如圖甲所示，物體A始終只受同一直線上的兩個力F1、F2的作用，Fl、F2的大小隨時間的變化如圖乙所示，則下列分析正確的是( ) A．在t1時間內，物體所受的合力先變大后變小，合力的方向始終與F2相同

B．在t1時間內，物體所受的合力先變小后變大，合力的方向始終與F2相同 C．在t1時間內，物體所受的合力先變大后變小，合力的方向始終與F2相反 D．在t1時間內，物體所受的合力先變小后變大，合力的方向始終與F2相反 解析該題是通過圖象來分析物體受到的力變化情況。

我們分析圖象可知，在t1時間內，F1始終不變，大小一直為F0；F2是先變小，然后變大，但總有F2≤F0，則有F1≥F2。而F1、F2兩個力在同一直線上，方向相反，根據合力的概念可知，合力等于二力之差，方向和較大的力方向相同，即F合＝F1－F2，方向與F1的方向相同，與F2的方向相反。

答案C 點評新課程標準強調，同學們應該能利用不同的渠道收集信息。本題中，一些重要的數據變化都是通過分析圖象得到的，考查了同學們是否具有從簡單的數學圖象中獲取信息，再與物理知識相結合處理信息的能力。四、控制變量法 例4在探究影響摩擦力大小因素的實驗中，記錄的結果如下表所示。

次數 接觸面 壓力（N） 摩擦力（N） 1 木塊和木板 2 0．4 2 木塊和木板 4 0．8 3 木塊和棉布 2 0．6 4 木塊和毛巾 4 1．2 （1）在這個實驗中，使用的是控制變量法，在第1、2次實驗中變量是____________，控制的變量是____________。

得到的是：接觸面不變時，壓力越大，摩擦力越大。（2）在研究接觸面對摩擦力大小的影響時，可采用第________次的實驗結果，得到的結論是__________________________________________。

解析分析表中1、2次實驗數據可知，摩擦力的大小與壓力的大小有關，接觸面都是木塊和木板，控制的變量是接觸面的粗糙程度，在接觸面粗糙程度不變的條件下，壓力越大，摩擦力越大。分析表中1、3（或2、4）次實驗數據可知，摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關，壓力相同時，接觸面越粗糙，摩擦力越大。

答案（1）壓力的大小 接觸面的粗糙程度。（2）1、3（或2、4） 壓力相同時，接觸面越粗糙，摩擦力越大。點評本實驗中，我們用到一種探究問題的方法──控制變量法，這是物理研究中常用的方法，也是中考考查的重點方法之一。