一、實(shí)驗(yàn)原理的理解 對于不同類型的實(shí)驗(yàn)的原理,選用的設(shè)計(jì)方法不同,常見實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)方法有6種: 方法1:等效替代法 若某物理量不易測量,可用較易測量的量替代,從而簡化實(shí)驗(yàn),如用位移代替時(shí)間等。
方法2:控制變量法 為了研究某一物理量或現(xiàn)象變化的原因和規(guī)律,設(shè)法把其中的一個(gè)或幾個(gè)因素控制起來,使之保持不變,然后來比較、研究其他兩個(gè)變量之間的關(guān)系,如控制質(zhì)量不變,研究加速度與力的關(guān)系等。
方法3:理想化方法 在研究物理量間的關(guān)系或規(guī)律時(shí),可忽略某些次要因素,使研究的規(guī)律更顯現(xiàn),如用伏安法測電阻時(shí),選擇合適的內(nèi)、外接法,就可以忽略電表的非理想性等。
方法4:留跡法 利用某些特殊手段,把一些瞬間即逝的現(xiàn)象(位置、軌跡、圖象等)記錄下來,以便于此后對其進(jìn)行仔細(xì)研究的一種方法。
方法5:模擬法 當(dāng)實(shí)驗(yàn)情境不易或根本無法創(chuàng)設(shè)時(shí),可以用物理模型或數(shù)學(xué)模型等等效的情境代替。
方法6:放大法 微小量不易測量,勉強(qiáng)測量誤差也較大,可采用各種方法加以放大,如卡文迪許扭秤測定引力常量等。
二、基本儀器的讀數(shù)和實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì) 完成同一個(gè)實(shí)驗(yàn)有不同的實(shí)驗(yàn)方案,不同的實(shí)驗(yàn)方案引起的誤差不一樣,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)需要遵循的四大原則如下: 原則1:科學(xué)性 設(shè)計(jì)的方案有科學(xué)的依據(jù),符合物理學(xué)的基本原則。 原則2:可行性 按設(shè)計(jì)的方案實(shí)施時(shí),應(yīng)安全可靠,不會對人體、器材造成危害,所需裝備和器材要易于置備,且成功率高。 原則3:精確性 在選擇方案時(shí),應(yīng)對各種可能的方案進(jìn)行初步的誤差分析,盡可能選用精確度高的方案。 原則4:簡便、直觀性 設(shè)計(jì)方案應(yīng)便于實(shí)驗(yàn)操作、讀數(shù),便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,便于實(shí)驗(yàn)者直觀、明顯地觀察。
三、合理地選擇和使用儀器 在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中選擇實(shí)驗(yàn)儀器是個(gè)難點(diǎn),對電表可根據(jù)不使受損和盡量減小誤差的原則來選擇。首先保證流過電流表的電流和加載電壓表上的電壓均不超過其使用量程。然后使指針有較大偏轉(zhuǎn)(一般取滿偏的1/3以上),以減小測量誤差。一般方法是由電源電動(dòng)勢確定電壓表,再由電路的最大電流確定電流表。
四、掌握典型的處理數(shù)據(jù)的方法 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理是物理實(shí)驗(yàn)的重要一環(huán),常見的數(shù)據(jù)處理方法如下: 方法1:直接比較法 有些實(shí)驗(yàn),只需定性地確定物理量間的關(guān)系,或?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值相比較,就可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,可應(yīng)用直接比較法來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
方法2:平均值法 通常在同樣的測量條件下,對于某一無量進(jìn)行多次測量的記過不會完全一樣,用多次測量的算術(shù)平均值作為測量結(jié)果,與真實(shí)值最接近。
方法3:列表法 實(shí)驗(yàn)中將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列成表格,可以簡明地表示出有關(guān)物理量之間的關(guān)系,便于檢查測量結(jié)果和運(yùn)算是否合理,有助于分析和發(fā)現(xiàn)問題。列表法常與圖象法一起應(yīng)用,且列表法常常是圖象法的基礎(chǔ)。
方法4:圖象法 選取適當(dāng)?shù)淖宰兞?,通過作圖可以找到或反映物理量之間的變化關(guān)系,并便于找出其中的規(guī)律,確定對應(yīng)量的函數(shù)關(guān)系。
方法5:公式法 將實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)帶入物理公式,經(jīng)運(yùn)算得到所求物理量的數(shù)值的方法。還有逐差法處理數(shù)據(jù),為了減小偶然誤差,可能還需要多次帶入公式,求出待測物理量的多個(gè)實(shí)驗(yàn)值,然后用多個(gè)實(shí)驗(yàn)值求待測物理量的平均值。
方法6:計(jì)算機(jī)輔助處理數(shù)據(jù)法 利用計(jì)算機(jī)記錄數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù),利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的圖象處理。
五、正確連接實(shí)物圖 根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖的方法是先串后并,即先按電流流向?qū)㈦娫磁c其中一支路連成串聯(lián)電路,然后將其他支路的元件并聯(lián)在相應(yīng)的兩點(diǎn)間,電路連接時(shí)要注意以下幾點(diǎn): 注意1: 注意順序,按照給定的電路圖中期間的順序連接實(shí)物圖,在連接實(shí)物圖的過程中各個(gè)器材的順序不能顛倒。連線時(shí)通常采用先干路、后支路,先串聯(lián)、后并聯(lián)的策略。一般的順序:電源正極→開關(guān)→用電器→電源負(fù)極。
注意2: 注意量程,電路中若有電表,那么必須注意電表的量程選擇。如果電源是兩節(jié)干電池,則電壓表的量程應(yīng)為3 V,再根據(jù)其他條件估算電路中的最大電流,確定電流表的量程。
注意3: 注意正負(fù),由于電表有多個(gè)接線柱,且有正負(fù)接線柱之分,要在正確選擇量程的基礎(chǔ)上,看準(zhǔn)是用正接線柱還是用負(fù)接線柱,保證電流從電流表和電壓表的正接線柱流進(jìn),從負(fù)接線柱流出。
注意4: 一般要求導(dǎo)線不能交叉,注意合理安排導(dǎo)線的位置,力求畫出簡潔的實(shí)物圖。
注意5: 注意開關(guān),開關(guān)一般緊靠電源,必須能控制干路(支路開關(guān)除外)。 |
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