控制變量法在中考物理中的應用

控制變量法在中考物理中的應用

    例題：某校研究性學習小組在探究“液體蒸發的快慢與哪些因素有關”的過程中，根據生活經驗提出了以下兩種猜想：

猜想一：液體蒸發的快慢可能和物質的種類有關。

猜想二：液體蒸發的快慢和液體表面空氣流動的快慢有關。

針對猜想一，同學們設計的實驗及觀察到的現象如下：

        在玻璃板上，同時用酒精和水涂一個同樣大的圓斑，觀察發現酒精圓斑先干了。

        請你認真思考下列問題，并回答：

（1）       同學們通過實驗得出的結論是：

蒸發的快慢與液體種類有關                                              ；

（2）      實驗中“涂同樣大的圓斑”其目的是：

控制變量，使之在相同的條件下進行比較                                  ；

（3）      設計出研究猜想二的實驗方案：

在兩個表面積相同的同種液體條件下，比較不同空氣流動快慢時的蒸發情況     

在上面的在例題中，影響液體蒸發的快慢的因素有兩個，一個是物質的種類，一個是液體表面空氣流動的快慢。這兩個因素是同時起作用的。為了確定其中一個因素跟液體蒸發快慢的關系，就需要控制另外一個因素不變，而只改變這個因素，看這個因素的變化是否會引起蒸發的效果。

這就引出了我們物理學上面非常非常重要的一種方法和思想：

在研究物理問題時，當一個物理量與多個因素有關時，為了確定這個物理量與某個因素的關系，就需要控制其它因素不變，只改變這個因素，看所研究的物理量與這個因素的變化關系，這種方法就叫做“控制變量法”。

這種方法在2011年的中考之中有所體現。2011年南京物理中考第17題：

17．如圖所示，甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同．燃料的質量都是10g，燒杯內的液體質量也相同．

(1)比較不同燃料的熱值，應選擇兩圖進行實驗；比較不同物質的比熱容，應選擇兩圖進行實驗；

(2)水的比熱容為4.2×103J／(kg·℃)，它的物理含義是；

我們主要來看它的第一問。第一個問題是比較不燃料的熱值。我們知道熱值是1千克某種燃料完全燃燒放出的熱量，符號是Q，單位是焦耳每千克，符號是 .根據控制變量法的思想，我們想要比較不同的燃料對放熱的影響，就需要控制其他因素不變，而只改變燃料的種類。這里所謂不變的因素，即包括燃料的質量要相同、被加熱液體的種類和質量要相同，以及實驗方法、流程等等相同。因此，符合條件的是甲圖和乙圖。

第二個問題是比較物質的比熱容，即單位質量物體改變單位溫度時的吸收或釋放的內能，符號c，單位焦耳每千克攝氏度，符號 。根據控制變量法的思想，我們要比較不同物質的比熱容，就需要控制其他因素不變，而只改變物質的種類。這里要保持不變的因素有物質的質量要相同、物質吸收的熱量要相同、升高的溫度要相同，當然實驗方法和流程也必須相同。因此，符合條件的是甲圖和丙圖。

事實上控制變量法的方法和思想不止在物理，在其他科目比如化學、生物等等同樣非常重要，說它是我們研究任何課題的一個基本思想都不過分。同學們一定要掌握。

現在物理中考越來越重視實驗題的考察，我們的老師和學生在平時學習的過程中不太重視物理實驗，特別是實驗思想，常常被忽視，導致我們在考試的時候明明知道這道題考的是什么知識點，也知道知識點之間有什么聯系，卻不知道該如何按照題目的要求選擇正確的裝置，如何安排步驟的順序。如何避免出現這樣的問題，需要我們每一個老師和同學去思考。平時注意方法和思想的總結，而不是一味的做題，才是真正有效的學習。

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