高考物理實驗設計的基本方法(已修改)
2024-11-25 22:47 本頁面
【正文】 第二輪能力專題 : 實驗設計的基本方法 專題解說 一 .命題趨向與考點 實驗設計： 根據實驗目的，運用掌握的物理規(guī)律、實驗方法，選擇配套的儀器、器材設計實驗方案。設計方案包括選用合適的實驗方法、選擇配套的實驗器材、安排正確的實驗步驟、設計科學的數據處理方法，采用客觀的誤差分析方式，最后給予總結和評價。 對實驗設計的考查具體體現在： ① 在給定的條件下，進行實驗設計； ②給出測量數據，選擇數據處理的方法； ③給定原理和器材，設計實驗方案； ④給出實驗過程和情景，判斷過程和方法的合理性等。 ： (1)科學性： 科學的方案應有科學的依據及正確的方式。 專題解說 (2)安全性： 設計的方案實施時，應安全可靠，不會對儀器、實驗者造成危害。 (3)精確性： 實驗誤差應控制在允許范圍之內，盡可能選擇誤差較小的方案。 (4)可操作性： 設計方案應便于操作、讀數，便于進行數據處理和觀察。 ： (1)根據實驗目的及題目的條件和要求，構思相關的物理情景。 (2)確定實驗原理、方法。 (3)選擇實驗器材。 (4)寫出實驗步驟。 (5)觀察實驗現象與記錄實驗數據。 (6)實驗的結論及誤差分析。 專題解說 二 .知識概要與方法 在中學階段涉及的主要是以下一些方法： 1．設計實驗原理 （ 1）控制變量法。 如：在“驗證牛頓第二定律的實驗”中，加速度、力和質量的關系控制。在“研究單擺的周期”中，擺長、偏角和擺球質量的關系控制。 （ 2）近似替代法。 用伏安法測電阻時，選擇了合適的內外接方法，一般就忽略電表的非理想性。 （ 3）等效替代法。 某些量不易測量，用較易測量的量替代。在“驗證碰撞中的動量守恒”的實驗中，兩球碰撞后的速度不易直接測量，在將整個平拋時間定為時間單位后，速度的測量就轉化為對水平位移的測量了。 專題解說 二 .知識概要與方法 （ 4）模擬法。 當實驗情景不易或根本無法創(chuàng)設時，可以用物理模型或數學模型等效的情景代替，盡管兩個情景的本質可能根本不同?！懊枥L電場中的等勢線”的實驗就是用電流場模擬靜電場。 （ 5）微小量放大法。 微小量不易測量，勉強測量誤差也較大，實驗時常采用各種方法加以放大。卡文迪許測定萬有引力恒量，采用光路放大了金屬絲的微小扭轉；在觀察玻璃瓶受力后的微小形變時，使液體沿細玻璃管上升來放大瓶內液面的上升。 2．控制實驗誤差 (1)多次測量法。 多次測量法減小偶然誤差，這是所有實驗必須采取的辦法，也是做實驗應具有的基本思想。 專題解說 二 .知識概要與方法 （ 2）積累法。 一些小量直接測量誤差較大，可以
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