物理的实验方法有哪些

物理的实验方法有：控制变量法、等效替代法、累积法、留迹法、外推法、近似法、放大法等，物理实验是初高中阶段物理课程中包含的相关实验，包括电学实验、力学实验、热学实验、光学实验等等，常用于验证物理学科的定理定律。

物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础。

物理学的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言，以实验作为检验理论正确性的唯一标准，它是当今最精密的一门自然科学学科。

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控制变量法

这是

初中物理

实验中用的最为广泛的一种方法。具体可以这样理解：当实验结果受到多个因素影响时，为了研究其中某一个因素的变化对结果有何影响，就必须控制其他几个因素保持不变的方法。具体的例子有：

滑动摩擦力

的大小与哪些因素有关；压力的作用效果与哪些因素有关；影响

液体压强

大小的因素；影响物体动能和

重力势能

的大小的主要因素；物体吸收或放出热量的多少与哪些因素有关；通过导体的电流与电压和电阻的关系；电流产生的热量多少与哪些因素有关，影响

电磁铁

磁性强弱的主要因素等等。

2实验+假设（合理

外推

）法

某些

物理现象

由于条件所限，无法直接由实验得出结论，于是我们先进行初步实验，再根据实验的规律进行合理的延伸推理从而得出结论的方法。初中物理教材主要有两个这样的实验：研究真空不能传播声音的实验；

牛顿第一定律

的实验。

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转换法

有些物理现象直接通过感官看不见，摸不着很难直接进行观测加以认识，于是我们通过它们所产生或表现出来的其他看的见，摸的着的现象就能间接的认识它的一种方法。比如：

马德堡半球实验

间接反映了

大气压

不但存在且很大；研究电流产生热量的多少是通过观察温度计的变化而间接反映出来的；研究影响动能大小因素时通过观察木块被小球推动的距离来反映小球动能大小的；研究电磁铁的磁性是通过它吸引铁钉的数目多少来判断它的磁性强弱的；研究滑动摩擦力时通过观察匀速拉动物体的

弹簧测力计

的

示数

就反映了摩擦力的大小等等。

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等效法

实验中为了研究的方便，用一个物理量来代替其他的物理量而不会改变

物理效果

的一种方法。比如：研究合力与各个分力的关系时用一个合力取代了各个分力的共同作用；研究

串并联电路

的电阻特点时用总电阻替代了各部分电阻等等。

常用的物理学实验方法有以下几种:

1、对比法，即寻找几个事物共同点或不同点的研究方法；

2、控制变量法，即当研究的一个物理量与2个或2个以上的其它物理量有关时，常采用只改变一个物理量，而使其余物理量保持不变的方法，得出被研究物理量和改变量的关系；

3、等效替代法，即根据作用效果相同的原理，作用在同一物体上的两个力，可以用一个合力来代替它；

4、理想化实验法，即根据已有的实验结果，在合理的情况下推断出其在理想情况下的状态；

5、模型法，即把物理实体或物理过程经过科学抽象转化为一定的模型，这种转化忽略了一些次要因素，突出主要因素。

一、比较法

将待测物理量与选做标准单位的物理量进行比较的方法叫比较法如测量物体长度,用天平称量质量,用电桥测电阻等有时光有标准量具还不够,还需要配置比较系统,使被测量量与标准量实现比较如：测量金属在某温度下的比热容因为金属的比热容随温度的升高而变大,可以找一个在该温度下比热容的金属材料,用比较法测,把两者做成形状相同的样品,加热到一定温度让其自然冷却,作降温曲线（T-t曲线）由牛顿冷却定律即可得解比较法是物理实验中最普通、最基本的实验方法,也是实验设计中设计对照实验的基础

二、替代法

用已知的标准量去代替未知的待测量,以保持状态和效果相同,从而推出待测量的方法叫替代法如用合力替代各个分力,用总电阻替代各部分电阻,浮力替代液体对物体的各个压力等

三、累积法

又称叠加法将微小量累积后测量求平均的方法,能减小相对误差实验中也经常涉及这一方法如在《用单摆测定重力加速度》实验中,需要测定单摆周期,用秒表测一次全振动的时间误差很大,于是采用测定30-50次全振动的时间T,从而求出单摆的周期T=t/n(n为全振动次数）

四、控制法

在中学许多物理实验中,往往存在着多种变化的因素,为了研究它们之间的关系可以先控制一些量不变,依次研究某一个因素的影响如通过导体的电流I受到导体电阻R和它两端电压U的影响,在研究电流I与电阻R的关系时,需要保持电压U不变；在研究电流I与电压U的关系时,需要保持电阻R不变

五、留迹法

有些物理现象瞬间即逝,如运动物体所处的位置、轨迹或图像等,用留迹法记录下来,以便从容地测量、比较和研究如在《测定匀变速直线运动的加速度》、《验证牛顿第不运动定律》、《验证机械能守恒定律》等实验中,就是通过纸带上打出的点记录下小车（或重物）在不同时刻的位置（位移）及所对应的时刻,从而可从容计算小车在各个位置或时刻的速度并求出速度；对于简谐运动,则是通过摆动的漏斗漏出的细沙落在匀速拉动的硬纸板上而记录下各个时刻摆的位置,从而很方便地研究简谐运动的图像；利用闪光照相记录自由落体运动的轨迹等实验都采用了留迹法

六、放大法

在现象、变化、待测物理量十分微小的情况下,往往采用放大法根据实验的性质和放大对象的不同,放大所使用的物理方法也各异例如：在《测定金属电阻率》实验中所使用的螺旋测微器：主尺上前进（或后退）05毫米,对应副尺上有5n个等分,实际上是对长度的机械放大；许多电表如电流表、电压表是利用一根较长的指针把通电后线圈的偏转角显示出来

七、补偿法

补偿法是找一种效应与之相抵消,从而对被测物理量进行测量的方法由于被测量的作用在测量中被抵消,故表示标准量与被测量作用之差的仪表示数为0,所以又称零示法

八、转换法

某些物理量不容易直接测量,或某些现象直接显示有困难,可以采取把所要观测的变量转换成其它变量（力、热、声、光、电等物理量的相互转换）进行间接观察和测量,这就是转换法如卡文迪许《利用扭秤装置测定万有引力恒量实验》：其基本的思维方法便是等效转换卡文迪许扭秤发生扭转后,引力对T形架的扭转力矩与石英丝由于弹性形变产主的扭转力矩这就是等效转换,间接地达到了无法达到的目的又如转换法还应用于石英丝扭转角度的测量、根据电流的热效应来认识电流大小、根据磁场对磁体有力的作用来认识磁场等上转换法是一种较高层次的思维方法,是对事物本质深刻认识的基础上才产生的一种飞跃

九、理想化法

影响物理现象的因素往往复杂多变,实验中常可采用忽略某些次要因素或假设一些理想条件的办法,以突出现象的本质因素,便于深入研究,从而取得实际情况下合理的近似结果如在《用单摆测定重力加速度》的实验中（假设悬线不可伸长）悬点的摩擦和小球在摆动过程的空气阻力不计,在电学实验中把电压表变成内阻是无穷大的理想电压表,电流表变成内阻等于0的理想电流表等实验都采用了理想化法

十、模型法

有时受客观条件限制,不能对某些物理现象进行直接实验和测量,于是就人为地创造一定的模型,在模型的条件下进行实验但要求模型和原型必须具有一定的相似性如在《电场中等势线的描绘》实验中,因为对静电场直接测量很“困难”,故采用易测量的电流场来模拟又如在确定磁场中磁感线的分布,因为磁感线实际不存在我们就用铁屑的分布来模拟磁感线的存在如用太阳系模型代表原子结构,用简单的线条代表杠杆等以上仅是中学物理实验中常用的方法,有时在一个实验中同时会用到多种方法同时,具体用运中还会遇到实验设计的方法、实验结果的处理方法等

一、控制变量法

控制变量法就是把一个多因素影响某一物理量的问题，通过控制某几个因素不变，只让其中一个因素改变，从而转化为多个单一因素影响某一物理量的问题的研究方法。这种方法在实验数据的表格上的反映为:某两次实验只有一个条件不相同，若两次实验结果不同，则与该条件有关，否则无关。反过来，若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关，则应只使该因素不同，而其他因素均应相同。控制变量法是中考物理实验方法中的陈独秀同学，最常用，最常考，没有之一。

二、理想实验法

理想实验法又叫实验推理法或科学推理法，它是人们在思想中塑造的一种理想实验，是逻辑推理的一种特殊形式。它是在观察实验的基础上，忽略次要因素，进行合理的推想，得出结论，达到认识事物本质的目的。它既要以实验事实作基础，又必须结合科学推理才能得到正确结论。理想实验法在物理学的理论研究中有重要的作用。

三、转换法

物理学中有的物理现象不便于直接观察，有的物理量不便于直接测量，通过转换为容易观察或测量的与之相等或与之相关联的物理现象，从而获得结论的研究方法叫转换法。转换法中被转换的对象很多，可以是物理模型、研究对象和研究方法，也可以是某个图形、某个物理量初中物理在研究概念、规律和实验中多处应用了这种方法。

有的物理现象不便于直接观察，如分子、电流、磁场看不见、摸不到，我们可分别通过墨水的扩散现象、电流产生的效应、磁场中小磁针的偏转来认识并研究它们。

有的物理量不便于直接测量，如电阻、电功率等量不易直接测量，我们可转化成用电压表、电流表分别测出电压U和电流I,然后分别由公式R=U/I、P=UI计算出电阻和电功率。

四、模型法

把复杂问题简单化，摒弃次要因素，抓住主要因素，对实际问题进行理想化处理，构建理想化的物理模型，这是一种重要的物理思想。在建立起理想化模型的基础上，有时为了更加形象地描述所要研究的物理现象、物理问题，还需要引入一此虚拟的内容，借此来形象、直观地表述物理情景。理想化模型可分为对象模型、条件模型和过程模型三类。例如，匀速直线运动就是一种理想模型。在生活实际中严格的匀速直线运动是无法找到的，但有很多的运动情形都近似于匀速直线运动，按匀速直线运动来处理，大大简化了难度。

中学物理的主要实验方法有：

（1）等效(替代法)；

（2）建立理想模型法；

（3）控制变量法；

（4）实验推理法；

（5）转换法；

（6）类比法等

1、控制变量法。这个应该是最常见的实验方法。

2、类比法。有些理论只有在理想空间里才能通过实验得出，此时，我们可以在现实条件实验的基础上推导出来这些理论。

3、模型法。我们在学习原子结构时，为了更好地认识原子的内部结构，用太阳系模型代表原子结构。

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