高中物理实验方法总结

高中物理实验方法总结

1.平衡法

物理学中常常利用一个量的作用与另一个（或几个）量的作用相同、相当或相反来设计实验，制作仪器，进行测量。例如基本测量工具弹簧秤的设计是利用了力的平衡；天平的设计是根据力矩的平衡；温度计是利用了热的平衡。

2.理想化法

影响物理现象的因素往往复杂多变，实验中常可采用忽略某些次要因素或假设一些理想条件的办法，以突出现象的本质因素，便于深入研究，从而取得实际情况下合理的近似结果。例如在“用单摆测定重力加速度”的实验中，假设悬线不可伸长，悬点的摩擦和小球的摆动过程中的空气阻力不计；在“验证玻意耳定律”的实验中，把正常情况下的空气看成是理想气体；在电学实验中把电压表看成内阻无穷大的理想电压表，电流表看成内阻等于零的理想电流表。

3.累积法

把某些难以用常规仪器直接准确测量的微小量用累积的方法，将小量变大量，不仅可以便于测量，而且还可以提高测量的准确程度，减小相对误差。例如，在“用单摆测定重力加速度”的实验中，需要测定单摆周期，用停表测一次全振动的时间误差很大，于是采用测量30～50次全振动的时间t，进而求出单摆的周期t=t/n（n为全振动次数）。又如，在“测定金属的电阻率”实验中，若没有螺旋测微器，也可把均匀细金属丝在铅笔上密绕若干匝，由线圈总长

度来测出金属丝的直径。再如，在分析打点计时器打出的纸带时，可每隔几个点取一个计数点进行分析。

4.放大法

对于物理实验中微小量或微小变化量的观测中，可将其按一定规律放大后再进行观测，根据实验的性质和放大对象的不同，放大所使用的物理方法也各异。例如在“测定金属的电阻率”实验中所使用的螺旋测微器，主尺上前进（或后退）0.5mm，对应副尺上有50个等分，实际上是对长度的机械放大（游标卡尺亦属此类）。许多电表如电流表、电压表是利用一根较长的指针把通电后线圈的偏转角突出显示出来，在“卡文迪许扭秤”实验中，其测定万有引力常量的思路最后转移到光点的移动，跟“库仑扭秤”实验一样，都是将微小形变放大方法的具体应用。

5.转换法

某些物理量不直观或不易测量，可以采取把所要观测的量转换成较直观、较易测量的量进行间接地观察和测量，从而简化问题。如在“碰撞中的动量守恒”实验中，发生碰撞的两个小球的速度不易直接测量，可用水平位移代替水平速度研究。可以说，高中物理中共七个测量的实验（分别是测量加速度、重力加速度、电阻率、电池的电动势和内阻、电阻、玻璃的折射率以及凸透镜的焦距），几乎都用到了转换法。例如测定匀变速直线运动的加速度a，是根据任意两个连续相等的时间内的位移之差△s与a之间的关系△s=s 2-s1=at2把a的测量转换为s与t的测量，又如用单摆

测重力加速度g，是通过摆长l和周期t的关系t＝ 2π〖kf（〗〖sx(〗l〖〗g〖sx)〗〖kf)〗来测量的，即把g的测量转换为l和t的测量。

6.控制变量法

在实验中或实际问题中，常有多个因素在变化，造成其规律不易表现出来，这时可以先控制一些物理量不变，依次研究某一个因素的影响和作用，最典型的例子是“验证牛顿第二定律”的实验，我们研究的方法是：先保持质量不变，研究加速度与力的关系；再保持力不变，研究加速度与质量的关系，最后综合得出物体的加速度与它受到的合外力及物体质量之间的关系，又如气体的性质，压强、体积和温度通常是同时变化的，我们可以分别控制一个状态参量不变，寻找另外两个参量的关系，最后再进行统一。再如，欧姆定律也是用这种方法研究的。

7.留迹法

有些物理现象转瞬即逝，如运动物体所处的位置、轨迹或图像等，设法将其记录下来以便从容地测量、比较和研究。例如在“测定匀变速直线运动的加速度”、“验证牛顿第二定律”、“验证机械能守恒定律”等实验中，就是通过纸带上打出的点记录下小车（或重物）在不同时刻的位置（位移）及所对应的时刻，从而可从容计算小车在各个位置或时刻的速度并求出加速度；对于简谐运动，则是通过摆动的漏斗漏出的细沙落在匀速拉动的硬纸板上而记录下各个时

刻摆的位置，从而很方便地研究简谐运动的图像；利用频闪照相记

录自由落体运动或平抛运动的小球位置；用示波器观察交流信号的波形等也是留迹法的运用。

8.外推法

有此物理量可以局部观察或测量，而作为它的极端情况则不易直观观测。如果把这局部观察测量得到的规律外推到极端，则可以达到研究目的。例如在”测定电源的电动势和内阻”实验中，无法直接测量i＝0（断路）时的路端电压（电动势）和短路（u＝0）时的电流，所以通过一系列u、i对应值点画出直线并向两方延伸，与u 轴交点为电动势，与i轴交点为短路电流。

9.模拟法

有时受客观条件限制，不能对某此物理现象进行直接实验和测量，于是就人为地创造一定的条件和因素，在模拟的条件下进行实验。如用棱镜对光的色散可以模拟彩虹，从而达到研究彩虹的目的。中学采用模拟法的典型实验是“电场中等势线的描绘”，因为对静电场进行直接测量很困难，故采用易测量的电流场来模拟，以加深对静电场的定性认识。还有，在确定磁场中磁感应线的分布时，因为磁感线实际上并不存在，我们就用铁屑的分布来模拟磁感线的存在。