控制变量法范文

自然界发生的各种现象往往是错综复杂的，并且被研究对象往往不是孤立的，总是处于与其他事物和现象的相互联系之中，因此影响研究对象的因素在许多情况下并不是单一的，而是多种因素相互交错、共同起作用的。要想精确地把握研究对象的各种特性，弄清事物变化的原因和规律，单靠自然条件下整体观察研究对象是远远不够的，还必须对研究对象施加人为的影响，造成特定的便于观察的条件，这就是控制变量的方法。

例如在研究气体的温度、体积、压强这3个状态变量之间的关系时，必须设法把决定气体状态的一个量或两个量用人为的方法控制起来，使它保持不变，然后来比较、研究其他两个变量之间的关系。在进行观察时，首先把研究对象限定为一定质量的气体，然后研究在温度恒定的条件下，它的体积跟压强的关系，得出了玻意耳定律。如果使一定质量气体的体积（或压强）保持不变，研究它的压强跟温度的关系（或体积跟温度的关系），便得出了查理定律了（或盖·吕萨克定律）。这三个定律都是用控制变量的方法得出的描述一定质量的气体的状态量之间的关系的实验定律，为建立理想气体模型、推导理想气体状态方程提供了可靠的实验依据。

在研究物体的加速度跟所受的外力和物体质量的关系时，也采用了控制变量的方法。如先研究物体质量不变时，在大小不同的外力作用下，物体的加速度跟外力的关系；再研究在相同大小的外力作用下，物体的加速度跟质量的关系。这就是著名的牛顿第二定律。

自然界发生的各种现象，往往是错综复杂的。决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清事物变化的原因和规律，必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来，使它保持不变，然后来比较、研究其他两个变量之间的关系，这是一种研究问题的科学方法。

例如物体吸收热量温度会升高，温度升高多少是由多个因素决定的，跟吸收的热量、物体的质量以及组成物体的物质性质有关。在研究时，可以先使一些因素保持不变，如在物质相同、质量相同的情况下，观察物体温度升高跟所吸收热量的关系；接着再研究同种物质，不同质量的物体吸收相等热量时，温度升高跟质量的关系等等，从而得出物体温度升高跟所吸收的热量、物体的质量和组成物体的物质性质的关系。控制变量的科学方法在物理学的研究中是经常使用的。

这个实验是按以下步骤进行的：

先把容器A浸没在冰水混和物中，这时容器A中的空气温度为0℃，调节压强计右臂的位置，使两臂内水银面位于同一高度，这时容器A中的空气压强就等于大气压强，记下压强计左臂内水银面的位置B，这就是0℃时容器A内空气体积V0的一个标记[图2－8(a)]。

控制变量法范文篇2

[中图分类号]G633.7

[文献标识码]C

[文章编号]1004-0463(2012)06-0081-01

物理学中对于多因素(多变量)的问题，常常采用控制因素(变量)的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，逐个加以分析，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。在人教版的物理教册中，有许多探究实验中都用到了控制变量法。例如，声音的响度和音调、理想斜面实验、力与运动的关系、影响滑动摩擦力大小的因素、影响压力的作用效果的因素、影响浮力大小的因素、影响滑轮组的机械效率的因素、影响重力势能大小的因素、影响导体电阻大小的因素、验证欧姆定律、影响电流做功多少的因素、影响电磁铁磁性强弱的因素等等。

一、用控制变量法探究影响滑动摩擦力大小的因素

1控制接触面的粗糙程度不变，改变物体对长木板的压力，探究压力与滑动摩擦力之间的关系。两次采用相同的平面即可保证接触面的粗糙程度不变：改变物体列长木板的压力，可采用在物体上面加砝码的办法，当在物体上加一砝码时物体对木板的压力增大。通过实验得出：当物体接触面的粗糙程度相同时压力越大滑动摩擦力越大。

2控制压力的大小不变，改变物体接触面的粗糙程度，探究接触面的粗糙程度和滑动摩擦力的关系。两次用同一个物体即可保证物体对长木板的压力大小不会改变。改变接触面的粗糙程度可以在长木板上铺上毛巾，当在木板上铺上一条毛巾时可以增大接触面的粗糙程度。通过实验得出：当物体所受的压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

二、用控制变量法探究欧姆定律

欧姆定律是电学的基础和重点，处于电学的核心位置。学生通过之前的学习掌握了电路的三个基本部分：电流、电压、电阻。它们之间有怎样的关系呢?根据新课程标准的要求，教材安排了一个比较完整的探究活动，涵盖了探究的七个要素。其中重点是如何运用控制变量法来设计整个实验，明确用什么方法保证某一物理量不变，用什么方法改变一物理量。

1控制电阻R不变，改变导体两端的电压u，探究电流I与电压u之间的关系。采用定值电阻，即可保证定值电阻R不变。改变导体两端的电压，可用两种办法：改变电源两端的电压，即可改变导体两端的电压U。用这个电路，学生能够较为轻松地运用控制变量的方法直接研究电流与电压的关系，易于学生理解和掌握：通过调节滑动变阻器，改变电阻R两端的电压。要使学生明确研究对象是定值电阻这部分电路，滑动变阻器的作用是使定值电阻两端的电压发生改变。

2控制导体两端的电压U不变，改变电阻R，探究电流与电阻的关系。换用不同的定值电阻即可改变电阻R。改变电阻R的同时要保证导体两端的电压不变，可以采用以下两种方法：一是使用同一个电源，即可保证导体两端的电压不变，更换不同的电阻。可直接得出电流与电阻的关系，降低了探究的难度。但如果实验中使用的是干电池，电池有内阻，外接电阻R变化时，电阻R两端的电压也会随之有所变化，会给实验带来误差。二是换用阻值不同的电阻R时，若滑动变阻器的滑片不动，定值电阻两端的电压会发生变化。电压、电阻都改变，就不能确定究竟是什么因素影响了电流。这一点学生在实验中非常容易忽视，教师要注意引导学生观察电压表，使其示数保持不变。

控制变量法范文

关键词：控制变量法；初中物理；教学应用

中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1002-7661（2012）17-085-01

所谓控制变量法，就是“在研究某个因素的影响时，只改变量的大小，而保持其它量不变，从而确定该因素对物理量的影响”。控制变量法在初中物理教学中应用最广，练习和试卷中也频繁出现，所以对这种方法的掌握就显得尤为重要。

一、控制变量法是探索客观物理规律最有效的科学方法

在初中物理实验过程中，控制变量法是一种最常用的、非常有效的探索客观物理规律的科学方法。在实验中，我们可以人为去控制某个量不变，从而根据实验现象和得出的数据去讨论剩下的两个量之间的关系。在探究滑动摩擦力影响因素的实验时，我们把两个木块正放在桌面上，用弹簧测力计匀速直线拉动它，并读出弹簧测力计的示数为F1；在木块上放一个重物，再用弹簧测力计匀速直线拉动它，读出弹簧测力计的示数为F2；这时可以引导学生去发现在实验中什么因素是相同的，最后比较F1和F2得到结论：滑动摩擦力与压力有关，压力越大，滑动摩擦力越大。要提醒学生这个结论的前提是什么。接下来在桌面上分别铺上毛巾，棉布与玻璃，将一个小木块先后平放在上面，用弹簧测力计分别匀速水平拉动它前进，这时让学生思考什么因素是相同的，在做实验时会发现在毛巾上拉动小木块时，弹簧测力计的示数最大，也就是说摩擦力最大，这充分说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

二、控制变量法是物理概念或规律探索和推导过程最有效的科学方法

初中物理概念、规律的建立、发展和应用过程中大多蕴含着控制变量法这一科学方法，这就要求我们的教学不能就知识讲知识，也不能单纯地就方法讲方法，科学方法教育必须与物理知识教学相结合，方法教育要以知识传授为载体。

首先，除了在实验中用到以外，还有许多概念或规律的探索和推导过程中，都运用了“控制变量法”这一科学方法，如在密度概念的形成过程中，我们比较了相同体积的同种物质的质量、相同体积的不同物质的质量，得出相同物质的质量和体积的比值相同，不同物质质量和体积比值不同，引入了密度这一物理量，运用了控制变量法；在定义速度的概念时，我们通过比较相同路程下的时间大小、相同时间下的路程大小，引入速度表示运动快慢程度，用到了控制变量法；在这些过程中都用到了这一科学方法，使学生对“控制变量法”不断加深理解，并逐步达到有意识地去应用的目的。

其次，初中教材中的控制变量法大多是隐性的，在许多概念或规律的探索和推导的过程中，都运用了控制变量法这一科学方法。例如，对“比热容”下定义时，把“单位质量”和“温度升高19C”这两点作为基本条件，这样就突出了物质吸收的热量跟物质种类的关系，使“比热容”这一概念能反映“物质吸热(或放热)的本领”这一物理意义。还有，在研究速度、密度、力的三要素、压强、欧姆定律、电功、焦耳定律、浮力等知识的教学过程中都用到了控制变量法。所以，教师要善于挖掘教材中用控制变量法进行教学的素材，抓住知识和方法的结合点，这是通过知识教学渗透控制变量法教育的凭借点。如果教师能有效地挖掘教材，不仅能顺利完成物理知识的教学任务，更有利于学生对控制变量法的掌握和创新能力的培养。在探究物理规律的过程中，应使学生认识到，具体的科学问题常常都是由多个因素共同造成的结果。帮助学生在探究中体会变量概念，建立控制变量的初步意识。

三、控制变量法是分析和解决一些实际问题最有效的科学方法

在利用物理知识去分析和解决一些实际问题时，如能灵活运用“控制变量法”进行分析，有时可起到事半功倍的效果。例如这样一道题：已知甲导体的电阻比乙导体的电阻大，把它们并联在电路中，比较甲的电功率和乙的电功率。

简析:求解电功率的公式比较多:P=UI，P=U2/R，P=I2R，学生常常感到无从下手。电功率与电压U和电流I这两个因素有关，这时可以引导学生用“控制变量法”的思路解决这类问题。关键在于首先根据题目已知找到相同的因素，只让一个因素发生变化，再分析电功率与另一个变量之间的关系。具体分析如下:并联时，各支路两端电压相等，所以我们可以选择P=U2/R或P=UI。已知R甲＞R乙，可根据P=U2/R直接得出P甲＜P乙。也可用另一方法:已知R甲＞R乙，并联电路可知I甲＜I乙，可根据P=UI直接得出P甲＜P乙。