“多次”目的要清楚

任靖

在物理實驗探究中通常會有“多次實驗”或“多次測量”的要求，而在中招考試實驗探究題中經常會涉及對實驗的分析和評估，讓同學們判斷多次測量或多次實驗的目的.下面結合具體實例談談“多次實驗”和“多次測量”在不同實驗中的不同目的，

目的1：改變條件，多次實驗，尋找普遍規律，避免偶然性

例1某實驗小組利用彈簧測力計、小石塊、溢水杯等器材，按照圖1所示的步驟，探究浮力的大小與排開液體所受重力的關系.

（1）先用彈簧測力計分別測出空桶和石塊所受的重力，其中石塊所受的重力大小為____N.

（2）把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯中，石塊受到的浮力大小為____N.石塊排開的水所受的重力可由 ____（填字母代號）兩個步驟測出.

（3）由以上步驟可初步得出結論：浸在水中的物體所受浮力的大小等于____.

（4）為了得到更普遍的結論，下列繼續進行的操作中不合理的是____.

A.用原來的方案和器材多次測量取平均值

B.用原來的方案將水換成酒精進行實驗

C.用原來的方案將石塊換成體積不同的鐵塊進行實驗

（5）另一實驗小組在步驟C的操作中，只將石塊的一部分浸在水中，其他步驟操作正確，則____（填“能”或“不能”）得到與（3）相同的結論.

答案：（1）3.8（2）1.4 A、D （3）物體排開水所受的重力 （4）A （5）能

點拔 在本題中，將水換成酒精，將石塊換成體積不同的鐵塊多次實驗，這樣做的目的都是為了避免偶然性，防止以偏概全，找出在不同條件下的普遍物理規律.這樣的實驗還有很多，如在探究串、并聯電路的電流、電壓規律實驗中，更換不同規格的燈泡多次實驗尋找普遍規律;探究物體所受重力的大小與質量的關系時，選不同物體，改變質量多次測量等，

目的2：多次測量求平均值，減小實驗誤差

例2小華同學利用電壓表和電流表測量電阻R1的阻值（約9 Ω左右），電源選用兩節干電池.

（1）按圖2甲所示的電路，將圖2乙中電流表正確連人電路.

（2）該同學檢查電路連接正確后，合上開關，可是無論怎樣移動滑片，電壓表示數總保持3V不變，你認為發生故障的原因可能是____ 或 ____.

（3）排除故障后，小華將滑片P向左滑動時，電壓表示數將 ____（填“增大”“減小”或“不變”）.當P滑到某一位置時，兩表讀數如圖2丙所示，由此可知R1=____Ω.你認為這個結果可靠嗎？理由是____ ，

答案：（1）如圖3所示.（2）滑動變阻器接入上面的兩個接線柱R1斷路（3）增大10不可靠，實驗測量存在誤差，應多次測量后取平均值

點拔 其實，對于很多基本操作類和測定性實驗，如用刻度尺測量長度、測量物體的平均速度等實驗，多次測量的目的都是為了求平均值，以減小實驗誤差，誤差的特點是時大時小，沒有規律可言，通常是由于器材不夠精確或者測量者在讀數、操作等方面的一些不可避免的因素造成的.在被測量物體的真實值確定時，可以通過求平均值來減小測量值與真實值之間的差距.

目的3：多次測量《或實驗），觀察現象，尋找規律

在測量定值電阻的阻值時進行多次測量的目的是為了求平均值以減小實驗誤差，但是由于小燈泡在不同的溫度下電阻不同，在不同的實際電壓下實際功率不同，所測值不是定值，所以不能把不同情況下測得的數據求平均值，這樣做沒有意義，在測量小燈泡的電阻的實驗中進行多次測量的目的是為了發現燈絲的電阻受溫度影響的規律，在測量小燈泡的電功率實驗中進行多次測量是為了發現小燈泡在不同電壓下的實際電功率不同，燈的亮度由其實際功率決定這一規律.其實在探究性實驗中，也有通過改變條件進行多次實驗來探究規律的，如探究平面鏡成像時像距與物距的關系的實驗.

目的4：控制變量.多次實驗，探究影響因素

在探究諸如影響導體電阻大小的因素的實驗時，常常采用控制變量的辦法，把多因素的問題變成多個單因素的問題，分別加以研究，最后再綜合得到結論.如探究通過導體的電流與導體兩端電壓、導體電阻的關系，探究影響電磁鐵磁性強弱的因素.探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件等實驗，都是采用控制變量的辦法進行多次實驗以探究其影響因素，總結結論或規律，

事實上，我們發現，多次測量和多次實驗的目的即使在同一個實驗中也可能不同.比如在探究凸透鏡成像規律時，我們不斷改變物距是為了探究成像的規律，但我們更換凸透鏡重復實驗卻是為了尋找普遍性規律.所以在實驗評估中，同學們要根據實驗中改變的條件判斷變化的本質，從而進一步確定實驗目的。