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。根據實驗的性質和放大對象的不同，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)。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的指針把通電后線圈的偏轉角顯示出來。

　　光學放大

　　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）的相互轉換進行間接觀察和測量。卡文迪許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換。卡文迪許扭秤發生扭轉后，引力對T形架的扭轉力矩與石英絲由于彈性形變產主的扭轉力矩這就是等效轉換，間接地達到了無法達到的目的。本實驗中轉換法還應用于石英絲扭轉角度的測量上，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。轉換法是一種較高層次的思維方法。是對事物本質深刻認識的基礎上才產生的一種飛躍。如變曲為直實際上就是該方法的應用。各物理量之間存在著千絲萬縷的聯系，它們相互關聯、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系，是探索物理學奧秘的主要方法之一，也是物理學中常見的課題。當人們了解了物理量之間的相互關系和函數形式時，就可以將一些不易測量的物理量轉化成可以（或易于）測量的物理量來進行測量，此即轉換測量法，它是物理實驗中常用的方法之一。把不可測的量轉換成可測的量。在設計和安排實驗時，當預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，實驗中常可采用忽略某些次要因素或假設一些理想條件的辦法，以突出現象的本質因素，便于深入研究，從而取得實際情況下合理的近似結果。例如在《用單擺測定重力加速度》的實驗中，假設懸線不可伸長，懸點的摩擦和小球在擺動過程的空氣阻力不計；在電學實驗中把電壓表變成內阻是無窮大的理想電壓表，電流表變成內阻等于0的理想電流表等等實際都采用了理想化法。

　　4、平衡法：物理學中常常利用一個量的作用與另一個（或幾個）量的作用相同、相當或相反來設計實驗，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驗，往往存在著多種變化的因素，為了研究它們之間的關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：先保持物體的質量一定，研究加速度與力的關系：再保持力不變研究加速度與質量的關系，最后綜合得出物體的加速度與它受到的合外力及物體質量之間的關系。

　　6、留跡法：有些物理現象瞬間即逝，如運動物體所處的位置，軌跡或圖像等，設法記錄下來，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，不能對某些物理現象送行直接實驗和測量，于是就人為地創造一定的模擬條件，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。