考点直击　物理实验基础知识　命中考题的根本

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（一）常用实验原理的设计方法

1.控制变量法：如：在“验证牛顿第二定律的实验”中，加速度、力和质量的关系控制。在“研究单摆的周期”中，摆长、偏角和摆球质量的关系控制等。

2.理想化方法：用伏安法测电阻时，选择了合适的内外接方法，一般就忽略电表的非理想性。

3.等效替代法：某些量不易测量，可以用较易测量的量替代，从而简化实验。在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中，两球碰撞后的速度不易直接测量，在将整个平抛时间定为时间单位后，速度的测量就转化为对水平位移的测量了。

4.模拟法：当实验情景不易创设或根本无法创设时，可以用物理模型或数学模型等效的情景代替，尽管两个情景的本质可能根本不同。“描绘电场中的等势线”的实验就是用电流场模拟静电场。

5.微小量放大法：微小量不易测量，勉强测量误差也较大，实验时常采用各种方法加以放大。卡文迪许测定万有引力恒量，采用光路放大了金属丝的微小扭转；在观察玻璃瓶受力后的微小形变时，使液体沿细玻璃管上升来放大瓶内液面的上升。

（二）测量仪器的读数方法

1.需要估读的仪器

在常用的测量仪器中，刻度尺、螺旋测微器、电流表、电压表、天平、弹簧秤等读数时都需要估读。因为最终的读数要以有效数字的形式给出，而有效数字的最后一位数字为估计数字，应和误差所在位置一致，在实际操作中，究竟估读到哪一位数字，应由测量仪器的精度（即最小分度值）和实验误差要求两个因素共同决定。

根据仪器的最小分度可以分别采用的估读方法，一般：

最小分度是2的，（包括0.2、0.02等），采用估读，如安培表0—0.6A档；

最小分度是5的，（包括0.5、0.05等），采用估读，如安培表0—15V档；

最小分度是1的，（包括0.1、0.01等），采用估读，如刻度尺、螺旋测微器、安培表0—3A档、电压表0—3V档等，当测量精度要求不高或仪器精度不够高时，也可采用估读。

2.不需要估读的测量仪器

游标卡尺、秒表、电阻箱在读数时不需要估读；欧姆表刻度不均匀，可以不估读或按半刻度估读。(https://www.daowen.com)

（1）游标卡尺的读数：游标卡尺的读数部分由主尺（最小分度为1mm）和游标尺两部分组成。按照游标的精度不同可分为三种：（a）10分游标，其精度为0.1mm；（b）20分游标，其精度为0.05mm；（c）50分游标，精度为0.02mm。游标卡尺的读数方法是：以游标零刻度线为准在主尺上读出整毫米数L1，再看游标尺上哪条刻度线与主尺上某刻度线对齐，由游标上读出毫米以下的小数L2，则总的读数为：L1＋L2。

（2）机械秒表的读数：机械秒表的长针是秒针，转一周是30s。因为机械表采用的齿轮传动，指针不可能停留在两小格之间；所以不能估读出比0.1 s更短的时间。位于秒表上部中间的小圆圈里面的短针是分针，表针走一周是15 min，每小格为0.5 min。秒表的读数方法是：t＝短针读数（t1）＋长针读数（t2）。

（3）电阻箱：能表示出接入电阻值大小的变阻器；读数方法是：各旋钮对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数，它们之和就是电阻箱接入电路的阻值。使用电阻箱时要特别注意通过电阻的电流不能超过允许的最大数值。

（三）常见实验数据的收集方法

1.利用测量工具直接测量基本物理量

2.常见间接测量的物理量及其测量方法

有些物理量不能由测量仪器直接测量，这时，可利用待测量和可直接测量的基本物理量之间的关系，将待测物理量的测量转化为基本物理量的测量。

（四）常用实验误差的控制方法

为了减小由于实验数据而引起的偶然误差，常需要采用以下方法控制实验误差。

1.多次测量求平均值，这是所有实验必须采取的办法，也是做实验应具有的基本思想。

2.积累法。一些小量直接测量误差较大，可以累积起来测量，以减小误差。“用单摆测定重力加速度”的实验中，为了减小周期的测量误差，不是测量完成一次全振动的时间，而是测量完成30—50次全振动的时间。

（五）有关误差分析的问题

要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差。要熟练掌握常见实验的误差情况及分析方法。