實驗輔導

　　物理學是一門以實驗為基礎的科學。近年來對學生物理知識的各種全面測試中（如高考等）也非常重視對學生實驗能力的考查。因此，物理實驗的復習是整個總復習中不可缺少的一個重要組成部分．

　　一、實驗的基本類型和要求

　　中學物理學生實驗大體可以分為四范其要求如下：

　　1．基本儀器的使用除了初中已接觸過的常用儀器（如天平秤、彈簧秤、壓強計、氣壓計、溫度計、安培計、伏特計等）外．高中又學習了打點計時器、螺旋測微器、游標卡尺、萬用電表等，要求了解儀器的基本結構，熟悉各主要部件的名稱，懂得工作（測量）原理，掌握合理的操作方法，會正確讀數，明確使用注意事項等．

　　2．基本物理量的測量初中物理中巴學過長度、時間、質量、力、溫度、電流強度、電壓等物理量的測量，高中物理進一步學習了對微小長度和極短時間、加速度（包括g）、速度、電阻和電阻率、電動勢、折射率、焦距等物理量的測量。要求明確被測物理量的含義，懂得具體的測量原理。掌握正確的實驗方法（包括了解實驗儀器、器材的規格性能、會安裝和調試實驗裝置、能選擇合理的實驗步驟，正確進行數據測量以及能分析和排除實驗中出現的常見故障等），妥善處理實驗數據并得出結果。

　　3．驗證物理規律計有驗證共點力合成的平行四邊形定則、有固定轉動軸物體的平衡條件、牛頓第二定律、機械能守恒定律、玻意耳定律等。其要求與物理量的測量相同，著重注意分析實驗誤差，并能有效地采取相應措施盡量減少實驗誤差，提高準確度。

　　4．觀察、研究物理現象，組裝儀器如研究平拋運動、彈性碰撞、描繪等勢線、研究電磁感應現象、變壓器的作用、觀察光的衍射現象。把電流計改裝為伏特計等．其中，對觀察型實驗，只要求會正確使用儀器，顯示出（或觀察到）物理現象，并通過直覺的觀察定性了解影響該現象的有關因素。對研究型實驗（包括組裝儀器），要求不僅能使用儀器，掌握正確的實驗研究方法，把有關現象的物理內客反映出來；或把有關參數測量出來，還能夠通過具體的測量作進一步的定量研一究或實驗設計。

　　二、實驗的設計思想

　　在中學物理實驗中涉及的主要設計思想為：

　　1．壘積放大法把某些物理量（有時往在是難以直接測量的測量的微小量）累積后測量，或把它們放大后顯示出來的一種方法。如通過若干次全振動的時間測出單擺的振動周期；把員楊螺桿的微小進退．通過周長較大的可動到度盤顯示出來（螺旋測微器）等。

　　2．平衡法根據物理系統內普遍存在的對立的、矛盾的雙方使系統偏離平衡的物理因素，列出對應的平衡方程式，從而找出影響平衡的一種方法如用天平測質量、驗證有固定轉動因乎銜條件、驗證玻意耳定律等。

　　3．控制法在多因素的物理現象中，可以先控制某些量不變，依次研究某一個因素對現象產生影響的一種方法。如牛頓第二定律實驗。可以先保持質量一定，研究加速度與力的關系等。

　　4.轉換法用某些容易直接測量，（或顯示）的量（或現象）代替不容易直接測（或顯示）的量（或現象）。或者根據研究對象在一定條件下可以有相同的效果作間接的觀察、測量。如把流逝的時間轉換成振針周期性的振動；把對電流、電壓、電阻的測量轉換成對指針偏角的測量；用從等高處拋出的兩球的水平位移代替它們的速度等。

　　5.留跡法把瞬息即逝的（位置、軌跡、圖象等）記錄下來的一種方法。如通過紙帶上打出的小點記錄小車的位置Z用描述法畫出平拋物體的運動軌跡；用示波器顯示變化的波形等。

　　三、實驗驗數據處理

　　數據處理是對原始實驗記錄的科學加工。通過數據處理，往往可以從一堆表面上難以覺察的、似乎毫無聯系的數據中找出內在的規律，在中學物現中只要求掌握數據處理的最簡單的方法．

　　1．列表法把被測物理量分類列表表示出來。通常需說明記錄表的要求（或稱為標題）、主要內容等。表中對各物理量的排列月慣上先原始記錄數據，后計算果。列表法可大體反映某些因素對結果的影響效果或變化趨勢，常用作其他數據處理方法的一種輔助手段。

　　2．算術平均值法把待測物理量的若干次測且值相加后除以測量次數。必須注意，求取算術平均值時，應按原測量儀器的準確度決定保留有效數字的位數。通常可先計算比直接測量值多一位，然后再四會五入。

　　3．圖象法把實驗測得的量按自變量和應變量的函數關系在坐標平面上用圖象直觀地顯示出來．根據實驗數據在坐標紙上畫出圖象時。最基本的要求是：

　　（1）兩坐標軸要選取恰當的分度

　　（2）要有足夠多的描點數目

　　（3）畫出的圖象應盡是穿過較多的描點在圖象呈曲線的情況下，可先根據大多數描點的分布位置（個別特殊位置的奇異點可舍去），畫出穿過盡可能多的點的草圖，然后連成光滑的曲線，避免畫成拆線形狀。

　　四、實驗誤差分析

　　測量值與待測量真實值之差，稱為測量誤差。主要來源于儀器（如性能和結構的不完善）、環境（如溫度、濕度、外磁場的影響等）、實驗方法（如實驗方法粗糙、實驗理論不完善等）、人為因素（如觀測者個人的生理、心理習慣、不同觀察者的反應快慢不一等）四方面。在中學物理中只要求定性分析實驗誤差的主要原因，了解絕對誤差和相對誤差的概念。