高中物理實(shí)驗(yàn)常用方法

　　高中物理實(shí)驗(yàn)常用方法

　　1、放大法：在現(xiàn)象、變化、待測(cè)物理量十分微小的情況下，往往采用放大法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)和放大對(duì)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(cè)量求平均的方法，能減小相對(duì)誤差。實(shí)驗(yàn)中也經(jīng)常涉及這一方法。例如，在《用單擺測(cè)定重力加速度實(shí)驗(yàn)》中，需要測(cè)定單擺周期，用秒表測(cè)一次全振動(dòng)的時(shí)間誤差很大，于是采用測(cè)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(shù))。又如在《測(cè)定金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)》中，若沒(méi)有螺旋測(cè)微器時(shí)，也可把金屬在鉛筆上密繞若干圈，由線圈總長(zhǎng)度來(lái)測(cè)出金屬絲的直徑。

　　機(jī)械放大

　　機(jī)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(cè)量的細(xì)分程度.螺旋測(cè)微原理也是一種機(jī)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(cè)定金屬電阻率實(shí)驗(yàn)中所便用的螺旋測(cè)微器：主尺上前進(jìn)（或后退）0.5毫米，對(duì)應(yīng)副尺上有5n個(gè)等分，實(shí)際上是對(duì)長(zhǎng)度的機(jī)械放大。

　　電信號(hào)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(hào)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(zhǎng)的指針把通電后線圈的偏轉(zhuǎn)角顯示出來(lái)。

　　光學(xué)放大

　　在卡文迪許扭實(shí)驗(yàn)中其測(cè)定萬(wàn)有引力恒量的思路最后轉(zhuǎn)移到光點(diǎn)的移動(dòng)，以及庫(kù)侖靜電力扭枰實(shí)驗(yàn)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(cè)量，或某些現(xiàn)象直接顯示有困難，可以采取把所要觀測(cè)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(jìn)行間接觀察和測(cè)量�？ㄎ牡显S利用扭秤裝置測(cè)定萬(wàn)有引力恒量實(shí)驗(yàn)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(duì)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(dá)到了無(wú)法達(dá)到的目的。本實(shí)驗(yàn)中轉(zhuǎn)換法還應(yīng)用于石英絲扭轉(zhuǎn)角度的測(cè)量上，這個(gè)角度不是直接測(cè)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(cè)出的。轉(zhuǎn)換法是一種較高層次的思維方法。是對(duì)事物本質(zhì)深刻認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)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(yīng)用。各物理量之間存在著千絲萬(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(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(jiàn)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(shí)，就可以將一些不易測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)化成可以（或易于）測(cè)量的物理量來(lái)進(jìn)行測(cè)量，此即轉(zhuǎn)換測(cè)量法，它是物理實(shí)驗(yàn)中常用的方法之一。把不可測(cè)的量轉(zhuǎn)換成可測(cè)的量。在設(shè)計(jì)和安排實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)預(yù)先估計(jì)不能達(dá)到要求時(shí)，常常另辟新徑，把一些不可測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)換成可測(cè)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(shí)驗(yàn)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(shí)際情況下合理的近似結(jié)果。例如在《用單擺測(cè)定重力加速度》的實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)懸線不可伸長(zhǎng)，懸點(diǎn)的摩擦和小球在擺動(dòng)過(guò)程的空氣阻力不計(jì)；在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中把電壓表變成內(nèi)阻是無(wú)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(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(dāng)或相反來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，制作儀器，進(jìn)行測(cè)量。例如測(cè)量中的基本工具彈簧秤的設(shè)計(jì)是利用了力的平衡，天平的設(shè)計(jì)是根據(jù)力矩的平衡；溫度計(jì)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(yàn)，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(gè)因素的影響。最典型的例子是驗(yàn)證牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律的實(shí)驗(yàn)，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(yùn)動(dòng)物體所處的位置，軌跡或圖像等，設(shè)法記錄下來(lái)，以便從容地測(cè)量、比較和研究。例如：在《測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度》、，《驗(yàn)證牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律》、《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》等實(shí)驗(yàn)中，就是通過(guò)紙帶上打出的點(diǎn)記錄下小車（或重物）在不同時(shí)刻的位置，（位移）及所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，從而可從容計(jì)算小車在各個(gè)位置或時(shí)刻的速度并求出加速度；對(duì)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則是通過(guò)擺動(dòng)的漏斗漏出的細(xì)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(yùn)動(dòng)的圖像；又如利用閃光照相記錄自由落體運(yùn)動(dòng)的軌跡等實(shí)際。都采用了留跡法。

　　7、模擬法：有時(shí)受客觀條件限制，不能對(duì)某些物理現(xiàn)象送行直接實(shí)驗(yàn)和測(cè)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(yàn)。例如在《電場(chǎng)中等勢(shì)線的描繪》實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)閷?duì)靜電場(chǎng)直接測(cè)量很困難，故采用易測(cè)量的電流場(chǎng)來(lái)模擬。又如在確定磁場(chǎng)中磁感線的分布，因?yàn)榇鸥芯�實(shí)際不存在。我們就用鐵屑的分布來(lái)模擬磁感線的存在.此外在高中物理實(shí)驗(yàn)中還有比較法、替代法、補(bǔ)償法等。