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初中物理---控制变量法 物理学对于多因素（多变量）的问题常常采用控制因素（变量）的办法，即把多因素的问题转变为多个单因素的问题，分别加以研究，最后再综和解决，这种方法叫控制变量法。 控制变量法在初中物理中应用较为广泛，具体探究如下： 【实验探究一】匀速直线运动 速度是表示物体运动快慢的物理量，它与路程、时间两个因素有关，为了比较两个（或几个）做匀速直线物体的快慢，常采用控制变量法。 1．控制路程因素（即在路程相同或路程一定的情况下），比较它们所用的时间，所用时间短的，则运动的快，速度大。 2．控制时间因素（即在时间相同或时间一定的情况下），比较它们通过的路程长短。路程长的，运动快，速度大。 3．在路程、时间都不相同的情况下，借助于数学中的比例，引入路程和时间之比，即用比较单位时间里通过的路程的多少，来比较物体运动的快慢。 【例题1】如图1所示（a）、（b）两图分别表示比较运动员游泳快慢的两种方法，其中图1（a）表明 ；图1（b）表明 。 【精评】试题将游泳比赛的过程和终端两种情况用图画出来，让同学们识别在这两种比较游泳快慢的情况中，分别运用了哪种控制变量的方法。 在图1（a）中，各泳道右边的圆圈指针的指向都相同，表示“时间相等”，三个泳道中游泳人的位置不同，说明它们通过的路程不同，游在最前面的人通过的路程最长，他游得最快，所以，图1（a）表示采用了控制时间相等的因素，研究运动快慢与路程的关系的方法，表明：时间相等时，游泳人通过的路程越长，运动越快。 在图1（b）中，各泳道的游泳人都到达终点，但泳道旁圆圈内的指针指向不同，表示游泳人通过相同的泳道全程所用的时间不等，中间泳道的游泳人所用时间最短，游得最快。所以，图1（b）表示采用了控制路程相等的因素，研究运动快慢与时间的关系的方法，表明：通过的路程相等时，游泳人所用时间越少，运动越快。 【解答】时间相等时，游泳人通过的路程越长，运动越快。通过的路程相等时，游泳人所用时间越少，运动越快。 【实验探究二】密度 密度概念是整个初中物理中重要概念之一，每年各地的中考试题围绕密度概念做足了文章。如冰水互换后其质量、体积、密度的变化；蜡烛燃烧过程中、两块砖合成一块后的质量、密度的变化情况等等。常常编成试题来考察同学。 采用控制变量法研究密度有三种方式 1．质量相同的不同物质，密度大的，其物体体积就小。 2．体积相同的不同物质，密度大的，其物体质量也大。 3．物质相同的不同物体，体积增大几倍，它的质量也增大几倍，而m/V的值不变。 特别强调的是：对前两种控制变量（控制质量因素、控制体积因素）后得到的结论，只适用于不同物质所组成的物体。对于同种物质组成的物体来说，密度的大小与体积的质量无关，只与物质的种类有关。同种物质的m/V是相同的，所以有“密度是物质的属性”这个区别于其它概念的重要特征。 【例题2】为研究物质的某种特性，某同学测得4组数据，填在下列表中： （1）将表中空格处填写完整。 （2）比较第1、2两次实验数据，可得出结论：同一种物质它的质量跟它的体积成 。 （3）比较第2、3两次实验数据，可得出结论：质量相同的不同物质，体积是 。 （4）比较第1、4两次实验数据，可得出实验结论是 。 【精评】此题在解答过程中要应用控制变量法。例如第2问中“同种物质”，第3问中“质量相同”。通过控制变量法研究物质的质量与体积的关系，从而引入密度的概念，说明不同物质的密度一般是不相同的，尽而得到“密度是物质的属性”这一结论。 【解答】（1）0.5g/cm；（2）正比；（3）不同；（4）不同物质的密度一般是不同的。 【实验探究三】压强、液体内部的压强 根据压强的定义，压强的大小取决于压力和受力面积的大小。同样，液体的压强跟液体的密度、深度两因素有关。在各个相互关联的物理量之间，每个量的变化都受到其它几个量的制约。 为了比较压强的大小，我们常采用控制压力因素不变，比较受力面积的大小，受力面积越大，压强越小，且压强的大小跟受力面积成反比。若控制受力面积因素不变，比较压力大小，则压强跟压力成正比。液体内部压强，控制液体密度因素不变，液体深度越深，压强越大，且成正比；控制液体深度因素不变，液体压强与液体密度成正比。 【例题3】下表是某同学在做“研究液体的压强”实验时得到的实验数据： 序号 液体 深度（cm） 橡皮膜 方向 压强计 左液面（mm） 右液面（mm） 液面高度（mm） 1 水 4 朝上 116 152 36 2 4 朝下 116 152 36 3 4 朝侧面 116 152 36 4 8 97 171 74 5 12 80 188 108