“多次測(cè)量”在初中物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，初中和高中教材中都安排了多個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，其中有部分實(shí)驗(yàn)要進(jìn)行多次測(cè)量，不同的實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量的目的是不相同的。在安排學(xué)生實(shí)驗(yàn)前，教師要引導(dǎo)學(xué)生弄清每個(gè)實(shí)驗(yàn)中多次測(cè)量的作用和目的，知道實(shí)驗(yàn)過(guò)程中如何觀察記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)奶幚淼贸稣_的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

關(guān)鍵詞：多次測(cè)量；減小誤差；準(zhǔn)備數(shù)據(jù)；物理概念

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：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(shí)驗(yàn)，在初中物理的教學(xué)過(guò)程中安排了許多演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，其中有一些實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生在探究時(shí)要進(jìn)行多次測(cè)量。這樣的實(shí)驗(yàn)占了較大的比例，為什么要進(jìn)行多次測(cè)量，在不同的實(shí)驗(yàn)中多次測(cè)量的作用又如何呢？下面就這個(gè)問(wèn)題作出一些粗淺的分析。

1.用多次測(cè)量的方法，減小實(shí)驗(yàn)的誤差

在"測(cè)量物體的長(zhǎng)度"的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)同一物體長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量時(shí)，最小分度值以下要進(jìn)行估讀，這就可能偏大或者偏小，多次測(cè)量并分別記下每次的測(cè)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(dá)到減小誤差的目的。

在用"電壓表和電流表測(cè)定待測(cè)電阻大小"的實(shí)驗(yàn)中，按照如圖1所示的電路圖接好電路，通電測(cè)出電阻兩端的電壓和通過(guò)的電流，計(jì)算電阻的大小，如果只進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)誤差可能也較大，我們可以改變滑動(dòng)變阻器滑片P的位置從而改變加在待測(cè)電阻兩端的電壓及其對(duì)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(cè)量值，可減小實(shí)驗(yàn)的誤差。

2.用多次測(cè)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(shí)驗(yàn)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(cè)出對(duì)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(shí)，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(qiáng)和深度的關(guān)系"的實(shí)驗(yàn)中，在同種液體中，將壓強(qiáng)計(jì)探頭放入不同的深度進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，記錄不同深度時(shí)對(duì)應(yīng)的兩管水銀柱高度差。發(fā)現(xiàn)浸得越深壓強(qiáng)計(jì)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(qiáng)跟深度成正比"的結(jié)論。

3.用多次測(cè)量的方法，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可信度，避免偶然性

在"探究杠桿的平衡條件"的實(shí)驗(yàn)中，使杠桿在動(dòng)力F1和阻力F2的作用下在水平位置平衡如圖2所示，測(cè)出此時(shí)的動(dòng)力F1、阻力F2，量出動(dòng)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(dòng)力和阻力的大小這個(gè)等式還成立嗎？于是再做幾次實(shí)驗(yàn)探究動(dòng)力與動(dòng)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(dòng)力乘以動(dòng)力臂等于阻力乘以阻力臂"。多次測(cè)量說(shuō)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(shí)驗(yàn)中，將浮在水面上的試管受到的重力和浮力測(cè)量出來(lái)，比較這兩個(gè)力的大小，就可得出F浮=G。改變?cè)嚬芎蜕匙拥目傊亓υ僮鰩状螌?shí)驗(yàn)，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(cè)量的方法為繪制物理圖象準(zhǔn)備數(shù)據(jù)

在"探究水的沸騰"實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量的溫度隨時(shí)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(shí)溫度隨時(shí)間的變化規(guī)律，同時(shí)很容易得出液體沸騰時(shí)需要吸熱且溫度保持不變的特點(diǎn)。

在"究彈簧的伸長(zhǎng)量與拉力的關(guān)系"一實(shí)驗(yàn)中，多次改變彈簧下端懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)計(jì)算拉力大小，記錄相應(yīng)作用力時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量，畫(huà)出彈簧伸長(zhǎng)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(zhǎng)量跟拉力成正比"的結(jié)論。

5.多次測(cè)量有助于物理概念的建立與理解

在"用溫度計(jì)測(cè)量溫度"的實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)對(duì)幾種冷熱不同的水的溫度進(jìn)行估計(jì)和測(cè)量，發(fā)現(xiàn)冷熱程度不同的水測(cè)出的數(shù)據(jù)不同，使學(xué)生進(jìn)一步理解溫度是表示物理冷熱程度的物理量，對(duì)這一概念形成深刻的印象。

在學(xué)習(xí)密度一節(jié)時(shí)，我們對(duì)同種物質(zhì)組成的物體或者不同物質(zhì)組成的物體進(jìn)行質(zhì)量和體積的測(cè)量，并多次計(jì)算比較質(zhì)量與體積的比值。發(fā)現(xiàn)不同物質(zhì)這個(gè)比值不同，同種物質(zhì)質(zhì)量與體積的比值是一個(gè)定值，這就說(shuō)明這個(gè)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(duì)密度概念的理解和掌握。

以上我簡(jiǎn)要分析了"多次測(cè)量"在初中物理實(shí)驗(yàn)中的各種作用。我認(rèn)為，在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，幫助他們弄清"為什么需要多次測(cè)量"這一問(wèn)題，讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的目的，知道實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)該觀察什么、記錄什么，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣邿o(wú)疑是有好處的。