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复习指导
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二、几种重要的实验方法 下面几种实验方法是我们中学阶段物理实验中用过的，从方法的角度整理、复习一下，有助于我们提高认识水平和能力． （1）累积法：在“用单摆测重力加速度”测周期时我们用的是累积法，即我们不直接测一个周期的时间，而是测30～50个周期的总时间，再除以周期数即得周期T的值；“双缝干涉测光的波长”的实验也用到累积法，即测较远的条纹间距，再除以条纹间隔的数目，得到相邻两明条纹的间距．用累积法的好处是：①相当于进行多次测量而后取平均值，这样可以减少偶然误差；②增加有效数字的位数．以测单摆的周期为例，我们实验时单摆的摆长大约是 用累积法的实验还有很多，如测一张纸的厚度、用刻度尺测金属丝的直径… （2）替代法：在“验证力的平行四边形定则”的实验中我们就用到了替代法，第一次我们用两个弹簧秤成角度地拉橡皮筋，把结点拉到某一位置，再换成一个弹簧秤，同样拉这个橡皮筋，也把结点拉到同样位置，这说明后一个弹簧秤的拉力与前面两个弹簧秤的拉力效果相等，因此可以互相替代．对于“等效”这个问题，应正确理解：所谓效果相等，是对某一方面的效果说的，并不是在所有方面都等效，仍以合力与分力来说，它们只是在改变物体的运动状态上等效，而在其他方面，例如在产生形变上，二者并不等效，举一个最简单的例子：放在光滑水平面上的轻弹簧，不受外力时处于静止状态，两端各受10N拉力，仍处于静止状态，可以说它受到的合外力为零，弹簧的运动状态都不发生变化，但不受力时弹簧处于原长，两端各受10N拉力时，弹簧要伸长一定的长度，两种情况并不是完全相同． 用替代法的例子还有很多，如用天平称物体的质量，电阻测量等都可以用替代法，我们古代三国时期曹冲称象的故事就是替代法的典型实例． （3）测量量的转换：例如在“碰撞中的动量守恒”的实验中，把测物体的速度转换为测物体平抛运动的水平位移，即把测速度转换为测长度． 又如在“测定玻璃的折射率”的实验中，本应测量入射角和折射角，再根据折射率n=sini/sinr求出折射率，但角度不容易测准确（一般所用的量角器的最小分度是1°，并且测角度时顶点很难对得特别准确），而通过做辅助线的方法可以把测角度转换为测线段的长度，从而增加了有效数字的位数，即提高了测量的准确度． 测量量的转换是物理实验中非常重要的方法，但把比较难直接测量或比较难准确测量的物理量A转换成较容易准确测量的量B，是有一定条件的，在满足一定的条件下，A与B间存在着准确的定量关系，这样就可通过测量B的一系列数值，间接地得到A的一系列数值． （4）比较法：用天平称物体的质量，就是把物体与砝码进行比较，砝码的质量是标准的，把被测量与标准的量进行比较，就是比较法．天平是等臂杠杆，因此用天平测物体质量时，不用再进行计算，而是直接读出砝码的质量，它就等于物体的质量．一般情况下，被测物跟标准量并不相等，而是要根据某种关系进行计算，最常用的是二者间满足一定的比例关系，通过一定的比例计算即可得出结果，因此常常称为比例法．用比例法测电阻是常见的，当两个电阻串联时，通过的电流相等，因此两电阻两端的电压跟它们的电阻成正比，如果其中的一个电阻是标准电阻，另一个电阻的阻值就可求出．同样，两电阻并联时，由于两端电压相等，通过两支路的电流跟电阻成反比，只要其中的一个是标准电阻，另一个电阻的阻值即可求出． 比较法与上面所说的“测量量的转换”的不同之处就在于比较测量的是同一个物理量，而 “测量量的转换”则是转换成测量另外一个物理量． （5）半值法：或称半偏法，测电流表的内阻时我们用的是半偏法．使用半偏法测电流表内阻时，为了减小误差，必须使得电流表内阻在整个电路中只占很小比重，满足这可望而不可及的条件，当给电流表并联上电阻箱，并调节电阻箱，使电流表的示数变为原来的一半，而干路电流仍可认为不变，从而通过电阻箱的电流与通过电流表的电流相等，则电阻箱的阻值变等于电流表的内阻． |