七种物理实验设计方法

七种物理实验设计方法

七种物理实验设计方法 1.积累法

某些微小量的测量，在现有仪器的准确度内难以测准确，假设采用将这些微小量积累后求平均的方法能减小误差。如要测一面书纸的厚度，可测全部书纸的总厚度，然后除以纸张数；在用单摆测定重力加速度的实验中，需要测定单摆的周期，用秒表去测一次全振动的时间误差很大，但可以测30—50次振动的时间t，从而求出单摆的周期T=t/n〔n为全振动次数〕。 2.控制法

在一些实验中，往往存在多种变化因素，为了研究某些量之间的关系，可以先控制一些量不变，依次研究某一个因素的影响。例如，在验证牛顿第二定律的实验中，为了验证加速度a与合外力 F及物体质量m三者的关系，可以先保持m不变，研究a与F的关系，研究a与m的关系再保持F不变，验证a与m的关系。又如研究导体中的电流强度I与导体的电阻R和导体两端电压u的关系，可以先保持R不变，研究I与U的关系，再保持u不变，研究I与R的关系，从而得到导体的电流强度与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比的结论。 3.放大法

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在现象、变化、待测量很微小的情况下，可采用“放大〞的方法。根据放大对象的不同，放大的方法也各异。螺旋测微计、游标卡尺是对“长度〞的“机械放大〞；望远镜，显微镜是利用透镜来进展“光放大〞；喇叭，蜂呜器是对声的放大；用晶体三极管可对电信号进展“电放大〞；投影式是表、教具借助投影仪来放大。

物理课本上介绍的卡文迪许设计的测量万有引力的著名扭秤装置，该实验的关键是要测量出由于小球m受到大球m′的吸引时，石英丝被改变的角度。但是小球m和大球m′之间的引力非常微弱，因此石英丝改变的角度也极为微小，不进展放大无法观测。卡文迪许正是巧妙地运用了光点反射放大法，借助从小平面镜M的反射光在刻度尺上挪动的间隔 来求出改变角，再根据改变角就可以算出m与m′的引力F。

光点反射放大法是物理实验中常用的放大方法，它是使光的反射角的微小变化，通过反射线投射到远处光屏上的光点的移位来显示，其变化的显著程度取决于反射镜至光点投射之间的间隔 ；另外，杠杆放大法也是较常用的放大方法，它是利用有固定转轴的指针，微小变化作用于指针杠杆的短臂，而观察点那么在长臂的顶端，观察的显著程度取决于长臂与短臂的比值。 4.转换法

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某些物理量不容易直接测量，或某些现象直接显示有困难，可以采取把所要观测的变量转换成其他变量进展间接观察和测量，这就是转换法。

如玻璃瓶的微小形变难以直接观察，但用插在瓶塞上的毛细管里液柱的上下来显示，那么现象明显；双金属片热胀冷缩时的弯曲，不用投影仪是不容易看清楚的，但利用它的弯曲来接通电路，那么效果更好。 5.平衡法

物理学中常利用一个量的作用与另一个〔或几个〕量的作用一样，相当或相反来设计实验，制作仪器，进展测量，这就是所谓的平衡法。如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，温度计的设计思想是热的平衡等。 6.比拟法

比拟法是在一定的条件下找出研究对象之间的同一性和差异性。在物理学中由于研究对象的广泛性和多样性，比拟的形式也是灵敏多样的，可以是比拟某物理现象在实验时间内前后的变化情况，可以是同时对几类物理对象的现象，变化过程的比拟，也可以是比拟同一对象中不同条件下的变化情况等。如通路自感实验，就是通过电感支路和电阻支路在通电时两灯泡发亮的先后比拟，来说明线圈在通过自身的电流发生变化时会产生感生电动势，阻碍电流的变化。在研究透

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