高中物理實驗常用方法

　　高中物理實驗常用方法

　　1、放大法：在現(xiàn)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(jù)實驗的性質(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，電子每通過加速器半圓的出口進行一次加速，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驗》中，需要測定單擺周期，用秒表測一次全振動的時間誤差很大，于是采用測量30-50次全振動的時間T，從而求出單擺的周期T=t/n(n為全振動次數(shù))。又如在《測定金屬電阻率的實驗》中，若沒有螺旋測微器時，也可把金屬在鉛筆上密繞若干圈，由線圈總長度來測出金屬絲的直徑。

　　機械放大

　　機械放大是最直觀的一種放大方法，例如利用游標(biāo)可以提高測量的細(xì)分程度.螺旋測微原理也是一種機械放大，將螺距（螺旋進一圈的推進距離）通過螺母上的圓周來進行放大。在測定金屬電阻率實驗中所便用的螺旋測微器：主尺上前進（或后退）0.5毫米，對應(yīng)副尺上有5n個等分，實際上是對長度的機械放大。

　　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(zhuǎn)換成電信號放大以后在轉(zhuǎn)回去（如壓電轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換、電磁轉(zhuǎn)換等）。許多電表如電流表、電壓表是利用一根較長的指針把通電后線圈的偏轉(zhuǎn)角顯示出來。

　　光學(xué)放大

　　在卡文迪許扭實驗中其測定萬有引力恒量的思路最后轉(zhuǎn)移到光點的移動，以及庫侖靜電力扭枰實驗都是將微小形變放大方法的具體應(yīng)用。

　　2、轉(zhuǎn)換法：某些物理量不容易直接測量，或某些現(xiàn)象直接顯示有困難，可以采取把所要觀測的變量轉(zhuǎn)換成其它變量（力、熱、聲、光、電等物理量）的相互轉(zhuǎn)換進行間接觀察和測量�？ㄎ牡显S利用扭秤裝置測定萬有引力恒量實驗中：其基本的思維方法便是等效轉(zhuǎn)換�？ㄎ牡显S扭秤發(fā)生扭轉(zhuǎn)后，引力對T形架的扭轉(zhuǎn)力矩與石英絲由于彈性形變產(chǎn)主的扭轉(zhuǎn)力矩這就是等效轉(zhuǎn)換，間接地達到了無法達到的目的。本實驗中轉(zhuǎn)換法還應(yīng)用于石英絲扭轉(zhuǎn)角度的測量上，這個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的距離間接測出的。轉(zhuǎn)換法是一種較高層次的思維方法。是對事物本質(zhì)深刻認(rèn)識的基礎(chǔ)上才產(chǎn)生的一種飛躍。如變曲為直實際上就是該方法的應(yīng)用。各物理量之間存在著千絲萬縷的聯(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(zhuǎn)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)中常見的課題。當(dāng)人們了解了物理量之間的相互關(guān)系和函數(shù)形式時，就可以將一些不易測量的物理量轉(zhuǎn)化成可以（或易于）測量的物理量來進行測量，此即轉(zhuǎn)換測量法，它是物理實驗中常用的方法之一。把不可測的量轉(zhuǎn)換成可測的量。在設(shè)計和安排實驗時，當(dāng)預(yù)先估計不能達到要求時，常常另辟新徑，把一些不可測量的物理量轉(zhuǎn)換成可測量的物理量。

　　3、理想化法：影響物理現(xiàn)象的因素往往復(fù)雜多變，實驗中常可采用忽略某些次要因素或假設(shè)一些理想條件的辦法，以突出現(xiàn)象的本質(zhì)因素，便于深入研究，從而取得實際情況下合理的近似結(jié)果。例如在《用單擺測定重力加速度》的實驗中，假設(shè)懸線不可伸長，懸點的摩擦和小球在擺動過程的空氣阻力不計；在電學(xué)實驗中把電壓表變成內(nèi)阻是無窮大的理想電壓表，電流表變成內(nèi)阻等于0的理想電流表等等實際都采用了理想化法。

　　4、平衡法：物理學(xué)中常常利用一個量的作用與另一個（或幾個）量的作用相同、相當(dāng)或相反來設(shè)計實驗，制作儀器，進行測量。例如測量中的基本工具彈簧秤的設(shè)計是利用了力的平衡，天平的設(shè)計是根據(jù)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驗，往往存在著多種變化的因素，為了研究它們之間的關(guān)系可以先控制一些量不變，依次研究某一個因素的影響。最典型的例子是驗證牛頓第二運動定律的實驗，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(xiàn)象瞬間即逝，如運動物體所處的位置，軌跡或圖像等，設(shè)法記錄下來，以便從容地測量、比較和研究。例如：在《測定勻變速直線運動的加速度》、，《驗證牛頓第二運動定律》、《驗證機械能守恒定律》等實驗中，就是通過紙帶上打出的點記錄下小車（或重物）在不同時刻的位置，（位移）及所對應(yīng)的時刻，從而可從容計算小車在各個位置或時刻的速度并求出加速度；對于簡諧運動，則是通過擺動的漏斗漏出的細(xì)沙落在勻速拉動的硬紙板上而記錄下各個時刻擺的位置，從而很方便地研究簡諧運動的圖像；又如利用閃光照相記錄自由落體運動的軌跡等實際。都采用了留跡法。

　　7、模擬法：有時受客觀條件限制，不能對某些物理現(xiàn)象送行直接實驗和測量，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行實驗。例如在《電場中等勢線的描繪》實驗中，因為對靜電場直接測量很困難，故采用易測量的電流場來模擬。又如在確定磁場中磁感線的分布，因為磁感線實際不存在。我們就用鐵屑的分布來模擬磁感線的存在.此外在高中物理實驗中還有比較法、替代法、補償法等。