“多次測量”在初中物理實驗中的應(yīng)用

李洪田

摘要：物理學(xué)習(xí)的最基本方法是觀察和實驗，初中和高中教材中都安排了多個學(xué)生實驗，其中有部分實驗要進行多次測量，不同的實驗多次測量的目的是不相同的。在安排學(xué)生實驗前，教師要引導(dǎo)學(xué)生弄清每個實驗中多次測量的作用和目的，知道實驗過程中如何觀察記錄實驗數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行恰當?shù)奶幚淼贸稣_的實驗結(jié)論。

關(guān)鍵詞：多次測量；減小誤差；準備數(shù)據(jù)；物理概念

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：B 文章編號：1672-1578（2016）03-0269-01

學(xué)習(xí)物理最基本的方法就是要重視觀察和實驗，在初中物理的教學(xué)過程中安排了許多演示實驗和學(xué)生實驗，其中有一些實驗要求學(xué)生在探究時要進行多次測量。這樣的實驗占了較大的比例，為什么要進行多次測量，在不同的實驗中多次測量的作用又如何呢？下面就這個問題作出一些粗淺的分析。

1.用多次測量的方法，減小實驗的誤差

在"測量物體的長度"的實驗中，對同一物體長度進行測量時，最小分度值以下要進行估讀，這就可能偏大或者偏小，多次測量并分別記下每次的測量值，然后求其平均值，這樣就能盡可能接近物體的真空值，達到減小誤差的目的。

在用"電壓表和電流表測定待測電阻大小"的實驗中，按照如圖1所示的電路圖接好電路，通電測出電阻兩端的電壓和通過的電流，計算電阻的大小，如果只進行一次實驗誤差可能也較大，我們可以改變滑動變阻器滑片P的位置從而改變加在待測電阻兩端的電壓及其對應(yīng)的電流，并分別算出每次的電阻。再求出這些電阻的平均值作為測量值，可減小實驗的誤差。

2.用多次測量的方法，研究某一物理量隨另一物理量變化的規(guī)律

在"探究導(dǎo)體中電流跟兩端電壓關(guān)系"的實驗中，按圖1所示的電路圖接好電路，保持電阻不變多次改變兩端的電壓測出對應(yīng)的電流并做好記錄，發(fā)現(xiàn)電壓越大電流越大，分析多次數(shù)據(jù)得出"電阻一定時，導(dǎo)體中的電流跟兩端電壓成正比"的結(jié)論。

在"探究液體壓強和深度的關(guān)系"的實驗中，在同種液體中，將壓強計探頭放入不同的深度進行多次實驗，記錄不同深度時對應(yīng)的兩管水銀柱高度差。發(fā)現(xiàn)浸得越深壓強計兩管水銀柱的高度差越大，最后分析得出"在同種液體中液體的壓強跟深度成正比"的結(jié)論。

3.用多次測量的方法，說明實驗結(jié)論的可信度，避免偶然性

在"探究杠桿的平衡條件"的實驗中，使杠桿在動力F1和阻力F2的作用下在水平位置平衡如圖2所示，測出此時的動力F1、阻力F2，量出動力臂l1、阻力臂l2，比較F1與l1乘積和F2與l2的乘積的大小得出F1×l1=F2×l2，如果改變動力和阻力的大小這個等式還成立嗎？于是再做幾次實驗探究動力與動力臂乘積和阻力與阻力臂乘積比較大小都得到F1×l1=F2×l2，總結(jié)得出"杠桿平衡的條件是動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂"。多次測量說明上述結(jié)論是可信的。

在"探究物體浮在液面上的條件"的實驗中，將浮在水面上的試管受到的重力和浮力測量出來，比較這兩個力的大小，就可得出F浮=G。改變試管和沙子的總重力再做幾次實驗，比較浮力和重力的大小都得出F浮=G，增加了上面結(jié)論是可信度。

4.用多次測量的方法為繪制物理圖象準備數(shù)據(jù)

在"探究水的沸騰"實驗中，測量的溫度隨時間變化系列數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，繪制出水的沸騰圖象，使學(xué)生能直觀、形象地掌握水沸騰時溫度隨時間的變化規(guī)律，同時很容易得出液體沸騰時需要吸熱且溫度保持不變的特點。

在"究彈簧的伸長量與拉力的關(guān)系"一實驗中，多次改變彈簧下端懸掛鉤碼的個數(shù)計算拉力大小，記錄相應(yīng)作用力時彈簧的伸長量，畫出彈簧伸長量隨拉力變化的函數(shù)圖像，根據(jù)數(shù)據(jù)和圖像分析得出"在彈性限度內(nèi)彈簧伸長量跟拉力成正比"的結(jié)論。

5.多次測量有助于物理概念的建立與理解

在"用溫度計測量溫度"的實驗中，通過對幾種冷熱不同的水的溫度進行估計和測量，發(fā)現(xiàn)冷熱程度不同的水測出的數(shù)據(jù)不同，使學(xué)生進一步理解溫度是表示物理冷熱程度的物理量，對這一概念形成深刻的印象。

在學(xué)習(xí)密度一節(jié)時，我們對同種物質(zhì)組成的物體或者不同物質(zhì)組成的物體進行質(zhì)量和體積的測量，并多次計算比較質(zhì)量與體積的比值。發(fā)現(xiàn)不同物質(zhì)這個比值不同，同種物質(zhì)質(zhì)量與體積的比值是一個定值，這就說明這個比值能反映物質(zhì)的特性從而引出密度概念，這樣有助于學(xué)生對密度概念的理解和掌握。

以上我簡要分析了"多次測量"在初中物理實驗中的各種作用。我認為，在引導(dǎo)學(xué)生進行探究實驗時，幫助他們弄清"為什么需要多次測量"這一問題，讓學(xué)生明確實驗的目的，知道實驗過程中應(yīng)該觀察什么、記錄什么，對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ奶岣邿o疑是有好處的。