高中物理實(shí)驗常用方法

　　高中物理實(shí)驗常用方法

　　1、放大法：在現象、變化、待測物理量十分微小的情況下，往往采用放大法。根據實(shí)驗的性質(zhì)和放大對象的不同，放大所使用的物理方法也各異。

　　累積放大

　　回旋加速器也是利用了積累放大的原理，電子每通過(guò)加速器半圓的出口進(jìn)行一次加速，使電子的能量不斷增加，電子的速度不斷增加，即動(dòng)能不斷增加。

　　將微小量累積后測量求平均的方法，能減小相對誤差。實(shí)驗中也經(jīng)常涉及這一方法。例如，在《用單擺測定重力加速度實(shí)驗》中，需要測定單擺周期，用秒表測一次全振動(dòng)的時(shí)間誤差很大，于是采用測量30-50次全振動(dòng)的時(shí)間T，從而求出單擺的周期T=t/n(n為全振動(dòng)次數)。又如在《測定金屬電阻率的實(shí)驗》中，若沒(méi)有螺旋測微器時(shí)，也可把金屬在鉛筆上密繞若干圈，由線(xiàn)圈總長(cháng)度來(lái)測出金屬絲的直徑。

　　機械放大

　　機械放大是最直觀(guān)的一種放大方法，例如利用游標可以提高測量的細分程度.螺旋測微原理也是一種機械放大，將螺距（螺旋進(jìn)一圈的推進(jìn)距離）通過(guò)螺母上的圓周來(lái)進(jìn)行放大。在測定金屬電阻率實(shí)驗中所便用的螺旋測微器：主尺上前進(jìn)（或后退）0.5毫米，對應副尺上有5n個(gè)等分，實(shí)際上是對長(cháng)度的機械放大。

　　電信號的放大

　　例如三極管常用作放大器。常常把其他物理量轉換成電信號放大以后在轉回去（如壓電轉換、光電轉換、電磁轉換等）。許多電表如電流表、電壓表是利用一根較長(cháng)的指針把通電后線(xiàn)圈的偏轉角顯示出來(lái)。

　　光學(xué)放大

　　在卡文迪許扭實(shí)驗中其測定萬(wàn)有引力恒量的思路最后轉移到光點(diǎn)的移動(dòng)，以及庫侖靜電力扭枰實(shí)驗都是將微小形變放大方法的具體應用。

　　2、轉換法：某些物理量不容易直接測量，或某些現象直接顯示有困難，可以采取把所要觀(guān)測的變量轉換成其它變量（力、熱、聲、光、電等物理量）的相互轉換進(jìn)行間接觀(guān)察和測量�？ㄎ牡显S利用扭秤裝置測定萬(wàn)有引力恒量實(shí)驗中：其基本的思維方法便是等效轉換�？ㄎ牡显S扭秤發(fā)生扭轉后，引力對T形架的扭轉力矩與石英絲由于彈性形變產(chǎn)主的扭轉力矩這就是等效轉換，間接地達到了無(wú)法達到的目的。本實(shí)驗中轉換法還應用于石英絲扭轉角度的測量上，這個(gè)角度不是直接測出的，而是利用平面鏡反射光在刻度尺上移動(dòng)的距離間接測出的。轉換法是一種較高層次的思維方法。是對事物本質(zhì)深刻認識的基礎上才產(chǎn)生的一種飛躍。如變曲為直實(shí)際上就是該方法的應用。各物理量之間存在著(zhù)千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，它們相互關(guān)聯(lián)、相互依存，在一定的條件下亦可相互轉化。因而，尋求物理量之間的關(guān)系，是探索物理學(xué)奧秘的主要方法之一，也是物理學(xué)中常見(jiàn)的課題。當人們了解了物理量之間的相互關(guān)系和函數形式時(shí)，就可以將一些不易測量的物理量轉化成可以（或易于）測量的物理量來(lái)進(jìn)行測量，此即轉換測量法，它是物理實(shí)驗中常用的方法之一。把不可測的量轉換成可測的量。在設計和安排實(shí)驗時(shí)，當預先估計不能達到要求時(shí)，常常另辟新徑，把一些不可測量的物理量轉換成可測量的物理量。

　　3、理想化法：影響物理現象的因素往往復雜多變，實(shí)驗中�？刹捎煤雎阅承┐我�因素或假設一些理想條件的辦法，以突出現象的本質(zhì)因素，便于深入研究，從而取得實(shí)際情況下合理的近似結果。例如在《用單擺測定重力加速度》的實(shí)驗中，假設懸線(xiàn)不可伸長(cháng)，懸點(diǎn)的摩擦和小球在擺動(dòng)過(guò)程的空氣阻力不計；在電學(xué)實(shí)驗中把電壓表變成內阻是無(wú)窮大的理想電壓表，電流表變成內阻等于0的理想電流表等等實(shí)際都采用了理想化法。

　　4、平衡法：物理學(xué)中常常利用一個(gè)量的作用與另一個(gè)（或幾個(gè)）量的作用相同、相當或相反來(lái)設計實(shí)驗，制作儀器，進(jìn)行測量。例如測量中的基本工具彈簧秤的設計是利用了力的平衡，天平的設計是根據力矩的平衡；溫度計是利用了熱的平衡。

　　5、控制變量法：在高中物理中的許多實(shí)驗，往往存在著(zhù)多種變化的因素，為了研究它們之間的關(guān)系可以先控制一些量不變，依次研究某一個(gè)因素的影響。最典型的例子是驗證牛頓第二運動(dòng)定律的實(shí)驗，我們研究的方法是：先保持物體的質(zhì)量一定，研究加速度與力的關(guān)系：再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后綜合得出物體的加速度與它受到的合外力及物體質(zhì)量之間的關(guān)系。

　　6、留跡法：有些物理現象瞬間即逝，如運動(dòng)物體所處的位置，軌跡或圖像等，設法記錄下來(lái)，以便從容地測量、比較和研究。例如：在《測定勻變速直線(xiàn)運動(dòng)的加速度》、，《驗證牛頓第二運動(dòng)定律》、《驗證機械能守恒定律》等實(shí)驗中，就是通過(guò)紙帶上打出的點(diǎn)記錄下小車(chē)（或重物）在不同時(shí)刻的位置，（位移）及所對應的時(shí)刻，從而可從容計算小車(chē)在各個(gè)位置或時(shí)刻的速度并求出加速度；對于簡(jiǎn)諧運動(dòng)，則是通過(guò)擺動(dòng)的漏斗漏出的細沙落在勻速拉動(dòng)的硬紙板上而記錄下各個(gè)時(shí)刻擺的位置，從而很方便地研究簡(jiǎn)諧運動(dòng)的圖像；又如利用閃光照相記錄自由落體運動(dòng)的軌跡等實(shí)際。都采用了留跡法。

　　7、模擬法：有時(shí)受客觀(guān)條件限制，不能對某些物理現象送行直接實(shí)驗和測量，于是就人為地創(chuàng )造一定的模擬條件，在這樣模擬的條件下進(jìn)行實(shí)驗。例如在《電場(chǎng)中等勢線(xiàn)的描繪》實(shí)驗中，因為對靜電場(chǎng)直接測量很困難，故采用易測量的電流場(chǎng)來(lái)模擬。又如在確定磁場(chǎng)中磁感線(xiàn)的分布，因為磁感線(xiàn)實(shí)際不存在。我們就用鐵屑的分布來(lái)模擬磁感線(xiàn)的存在.此外在高中物理實(shí)驗中還有比較法、替代法、補償法等。