于永涛 吉林省通化市第一高级中学
实验是自然科学研究的重要方法，也是自然科学教学的重要手段。实验能力是高考物理科目考查的五项能力之一。因此，复习高中物理实验和了解实验中的研究方法。下面结合教学实际，谈一些实验研究方法。
1. 理想化方法
影响物理现象的因素往往复杂多变，实验中我们往往可以忽略一些次要因素，或假设一些理想条件，以突出现象的本质因素，便于深入研究，从而在实际条件下得到合理的近似结果条件（俗称抓大放小）。例如，在“用单摆测定重力加速度”实验中，假设悬挂线不能伸长，摩擦力忽略悬挂点的力和球在摆动过程中的空气阻力；在电学实验中，把电压表变成内阻无穷大的理想电压表，把电流表变成内阻为0的理想电流表等等，其实都是用了理想化的方法。
2. 平衡方法
“在物理学中，我们经常利用一个量的作用与另一个（或几个）量的作用相同、相等或相反来设计实验、制造仪器和进行测量。例如，基本测量工具的设计弹簧秤利用的是力的平衡，天平的设计是基于扭矩的平衡；温度计利用的是热的平衡。
3.放大法
当所要测量的现象、变化或物理量非常小时，常常采用放大的方法。根据实验的性质和放大的对象不同，放大所用的物理方法也不同。例如： “测定金属电阻率”实验中使用的微米螺丝：主刻度上向前（或向后）0.5毫米对应于副刻度上的5n个等分，这实际上是长度的机械放大；许多电表，如因为电流表、电压表都是用较长的指针来显示通电后线圈的偏转角度。
4. 累计法
先积累少量然后测量取平均值的方法可以减少相对误差。这种方法在实验中经常使用。例如，在“用单摆测定重力加速度”实验中贝语网校，确定单摆的周期是必要的。用秒表测量一次全振的时间误差很大，因此测量30-50次全振的时间T来找到单摆的周期。
5. 换算方法
有些物理量不易直接测量，或有些现象难以直接显示，我们可以把要观察的变量转换成其他变量（力、热、声、光、电等物理量），进行间接测量。观察和测量。这就是换算方法。以卡文迪许的《用扭力天平装置测定万有引力常数的实验》为例：它的基本思维方法就是等效换算。卡文迪许扭力天平扭转后，扭转力矩T 型框架所受重力与石英丝弹性变形产生的扭转力矩是等效换算，间接达到了难以实现的目的。本实验也把换算方法运用到扭转角的测量中石英丝的角度，这个角度不是直接测量的，而是用平面镜通过刻度上反射光移动的距离间接测量的，换算方法是一种更高层次的思维方法，是在深刻理解事物的本质。比如把曲线变成直线，其实就是这种方法的应用。
6.控制变量法
在高中物理的很多实验中，经常会存在多个变化因素，为了研究它们之间的关系，可以先控制一些量不变，然后再依次研究某一因素的影响。最典型的例子是“验证牛顿第二运动定律”实验。我们的研究方法是：首先保持物体的质量不变，研究加速度与力的关系，然后保持力不变，研究加速度与质量的关系，最后全面推导物体加速度与所受外力总量及物体质量的关系，当然本实验还涉及到各种系统误差的产生，不再赘述。
7. Trace 方法
有些物理现象是转瞬即逝的，比如运动物体的位置、轨迹或图像，所以我们尽量记录下来，以便于我们测量、比较和研究。例如，在“确定物体的加速度”等实验中，匀速直线运动”、“验证牛顿第二运动定律”、“验证机械能守恒定律”中，用记录器记录小车（或重物）在不同时刻的位置（位移）和相应时间。纸带上的点，这样就可以轻松计算出小车在每个位置或时间的速度，并得到加速度；对于简单的谐波运动，通过让细从摆动的漏斗中漏出的沙子以匀速落在被拉出的纸板上，这样可以很方便地研究简谐运动的图像；例如，踪迹法实际上是用闪光摄影来记录自由落体运动的轨迹。
8. 模拟方法
有时高中物理等势线是什么，由于客观条件的限制，我们无法对某些物理现象进行直接的实验和测量，因此我们人为地创造一定的模拟条件，并在这种模拟条件下进行实验。例如，在“电场中等势线的描述”实验中，由于静电场难以直接测量，因此采用容易测量的电流场进行模拟。另一个例子是确定磁场中磁通线的分布高中物理等势线是什么，因为磁通线实际上并不存在。我们利用铁屑的分布来模拟磁通线的存在。另外，还有高中物理实验中的比较法、替代法、补偿法等。
随着高考内容越来越广泛、越来越深入，交叉知识部分（特别是综合理科考试）越来越多，能力要求越来越突出，因此，迫切需要摒弃摆脱“实验不重要”、“光说不做”等错误观念，认真领悟真实实验中的思维方法，只有这样才能有效的搞好实验教学。