[等量替代法在科学探究中的应用] 等量替代法

时间：2019-01-30 03:37:49　来源：雅意学习网本文已影响人

　　物理是一门以观察、实验为基础的科学，而观察和实验又是学习物理的一种基本方法，在学习物理的过程中，除观察物理现象外，还要用科学的方法去探究物理的规律、解决物理问题。因此，在科学探究中，如何应用科学的方法去设计和制定实验方案是探究物理规律、解决物理问题的关键。�
　　
　　1 等量替代法�
　　
　　等量替代法是在物理研究、学习过程中，当所研究（或解决）的物理问题不能直接用已知的条件去探究（或解决）时，应用物理量与物理量之间的等量关系间接探究（或解决）物理问题的方法。�
　　
　　2 等量替代法在科学探究中的应用�
　　
　　2.1 应用等量替代法测量物体的长度�
　　在测量物体长度的实验中，大多数情况都能应用刻度尺直接对物体的长度进行测量，而在某些特殊情况下，没有给你刻度尺或给你刻度尺也无法测定要求的物理量，此时，应用等量替代法便可解决相应的问题。�
　　例1 小明从商店里买来两圈规格不同的细铜丝，他想知道两圈细铜丝的型号（细铜丝的直径），他发现只有一圈细铜丝的直径标识清晰（直径为ｄ1），另一圈细铜丝的标识已模糊不清，而他身边又没有刻度尺。请你帮小明设计一个方案测出该细铜丝的直径ｄ2。要求：�
　　（1）写出主要的实验步骤；�
　　（2）细铜丝直径的表达式。�
　　分析在没有刻度尺的情况下，我们无法利用一般的测量方法去测量细铜丝的直径，只有利用已知的条件――已知直径的那圈细铜丝，然后采取等量替代的方法间接测出另一圈细铜丝的直径。�
　　
　　解（1）主要的实验步骤：�
　　①将两圈细铜丝分别紧密绕在两支铅笔上，直至它们在两支铅笔上绕的宽度相等；（如图1所示）�
　　②分别记下它们在两支铅笔上绕的圈数记为ｎ�１、ｎ�２。�
　　（2）细铜丝直径的表达式为：ｄ2＝d1/n2n1。�
　　拓展给你一把刻度尺、一根细线、水，请你粗略的测出一矿泉水瓶的体积。要求：�
　　（1）写出主要的实验步骤；�
　　（2）矿泉水瓶体积的表达式。�
　　
　　2.2 等量替代法在探究物质密度中的应用�
　　在测定物质密度的实验中，最基本的方法是应用量筒测出物体的体积（V）、用天平测出物体的质量(m)，然后根据密度公式ρ=m/V求出物质的密度。如果在缺少量筒或天平的情况下，要测定物质的密度，我们就必须应用等量替代的方法来解决问题。�
　　例2 给你一只量筒、水，如何测定一块橡皮泥的密度。请你写出测量的主要步骤和橡皮泥密度的表达式。�
　　分析由题意可知，要求只利用量筒来测定橡皮泥的密度，量筒可以直接测出橡皮泥的体积，用一般的方法橡皮泥质量是很难测定的。我们只有利用物体的漂浮条件――F�浮=G�物，通过橡皮泥所受的浮力与它的重力相等来间接测出橡皮泥的质量。�
　　解（1）主要的实验步骤：�
　　①向量筒中倒入适量的水记下水的体积为
　　；�
　　②将橡皮泥制作成船的形状，把它轻轻放入水中使它漂浮在水面上，记下水面处的体积为
　　③将橡皮泥浸没于水中，记下水面处的体积为。�
　　（2）橡皮泥密度的表达式为�
　　
　　拓展 1、给你一把刻度尺、一杯水、小木块，请你测出小木块的密度。要求：（1）写出主要的实验步骤；（2）小木块密度的表达式。�
　　2、给你一架天平、砝码、一只烧杯、水、金属块，请你测定金属块的密度。要求：（1）写出主要的实验步骤；（2）矿泉水瓶体积的表达式。�
　　３、给你一只弹簧测力计、水、细线、金属块，请你测出金属块的密度。要求：（1）写出主要的实验步骤；（2）金属块密度的表达式。�
　　等量替代法是探究和解决物理问题的一种基本方法，应用它不仅能解决实验探究中出现的问题，而且能帮助我们解决学习中一些较难的问题。因此，同学们在学习过程中，要不断的应用科学的方法去探究和解决物理的相关问题。
　　
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