控制变量法在物理实验中的应用 1、下图是某实验小组做的“探究滑动摩擦力与哪些因素有关”的实验。 ①实验中要求必须水平匀速拉动弹簧测力计，这样做的目的是： 。 ②分析甲、乙两次实验现象，可以得出的结论： 。 ③分析乙、丙两次实验现象，能否得出一个科学的结论？为什么？ 。 ④分析甲、丁两次实验现象，可以得出的结论： 。若小华选用正确的实验装置进行实验得到下表所记录的实验数据，请根据数据在所给坐标中作出摩擦力的大小f 与接触面受到的压力大小N 之间的关系图象。 ③根据图像可以得出f 与N 的关系是_______。 2、小明同学利用砝码、小桌、装有沙子的容 器等实验器材，做“探究压力作用的效果” 实验，如图20甲所示． (1)保持小桌对沙子的压力不变，改变小 桌与沙子的接触面积，小明发现接触面积越大．小桌陷入沙子越浅，说明压力的作用效果与___________有关． (2)保持小桌与沙子的接触面积不变，改变小桌对沙子的压力，小明发现压力越大，小桌陷 入沙子越深，说明压力的作用效果与_____________有关． (3)实验过程中，压力的作用效果是通过________________________________表现出来的． (4)小明将小桌和砝码又放到一块木板上，如图20乙所示，比较甲、乙两种情况后，小明认 为压力的作用效果还与接触面的材料有关，请对此结论作出简要评价． ____________________________________________________________________． 3、如图10所示是探究“浮力大小与哪些因素有关”实验的若干操作，根据 此图请你回答下列问题。 （1）分析比较图①②③，说明物体所受浮力的大 小与 因素有关。 （2）在图③与图④中保持了 不变， 得到的结论是浮力大小与 有关。这种研究问题的方法叫做 。请再举一个应用这种研究方法的实验： 。 （2）分析以上实验数据，可得出影响滑轮组机械效率的主要因素是 ① ② ③ ④ 图10
素养微专题控制变量探究影响化学反应速率的因素 [重难点拨] 1．考查形式 (1) (2) 2.考查角度： （1） （2） （3） 3．解题策略 [考法精析] 考法一实验方案的评价 [典例1](2018·北京高考)(1)I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将ⅱ补充完整。 ⅰ.SO2＋4I－＋4H＋===S↓＋2I2＋2H2O ⅱ.I2＋2H2O＋________===________＋________＋2I－ (2)探究ⅰ、ⅱ反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mL SO2饱和溶液加入2 mL下列试剂中，密闭放置观察现象。(已知：I2易溶解在KI溶液中) ①B是A的对比实验，则a＝________。 ②比较A、B、C，可得出的结论是________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③实验表明，SO2的歧化反应速率D>A。结合ⅰ、ⅱ反应速率解释原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 考法二实验方案的设计 [典例2]H2O2是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。 某小组拟在同浓度Fe3＋的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。限选试剂与仪器：30% H2O2溶液、0.1 mol·L－1Fe2(SO4)3溶液、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器。 (1)写出本实验H2O2分解反应方 程式并标明电子转移的方向和数目：________________________________________________________________________。 (2)设计实验方案：在不同H2O2浓度下，测定_____________________(要求所测得的数据能直接体现反应速率大小) 。 (3)设计实验装置，完成如图所示的装置示意图。 (4)参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示)。 考法三 典例3．(2017·江苏，10)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是()
控制变量法及其在初中物理中的运用 揭东县地都镇金都初级中学郑瑞群 在日常物理教学中，我们经常会遇到这样的问题：有的学生说，老师你讲的我都懂，可是一做习题我就不会。题目究竟是难还是容易呢？对中国学生来说，往往是再难的题老师讲过就容易，容易的题老师没讲过就难，学生只会依葫芦画瓢，缺乏创造，缺乏学习、研究方法。 在中学物理教学中涉及到的自然科学的一般研究方法，主要有观察、实验、抽象、理想化、比较、类比、假说、模型、控制变量法等等。其中控制变量法几乎贯穿了整个物理教学和研究。控制变量法作为一种常用的、有效的探索物理规律的科学方法，在初中物理新课程教学中得到了特别广泛的应用，许多物理概念或规律的探索和推导，演示实验、分组实验的教学，都运用了“控制变量法”这一科学方法。 在初中物理教学中，控制变量法的应用难度最大，所以老师怎样教好这一方法，学生怎样掌握好这一方法，并且在解题中灵活应用，在初中物理教学中就占有非常重要的地位。如果能深层次地理解这种研究物理问题的方法，将有助于解决物理教学中“深、难、重”的问题，也能最大程度地扩大学生的知识面，激发学生学习物理的兴趣，提高课堂教学效果。下面我就它在教学中的应用谈谈自己的看法。 一、正确理解控制变量法 自然界中发生的各种物理现象往往是错综复杂的,因此影响物理学研究对象的因素在许多情况下并不是单一的,而是多种因素相互交错、共同起作用的。在研究过程中，由于多个因素（变量）的共同作用，将使研究变得复杂，也很难分析、寻找、总结研究对象与各个因素（变量）之间的关系。于是，
应该寻找一种研究对象与影响其变化的单一因素（变量）关系的方法。 “控制变量法”是解决上述问题的一种方法，是学习物理常见的一种研究方法。 学习和理解控制变量法，不能把这个名称和这种方法生硬、突然地抛塞给学生，而应该在实验和科学方法教育中渗透进行，在学生有一定认识的基础上水到渠成地揭示，并加以分析、说明，使学生真正理解并能运用控制变量法。例如，在引导学生探索、研究导电体的电阻的大小同导电体的哪些特性有关时，可先故意将横截面积、长度都不同的一根镍铬合金丝和一根铜丝分别串入接有小灯泡的直流电路中，让学生分别观察灯泡发光的亮度，并问学生：刚才的实验现象能否说明电阻大小与导电体的某个特性有关？学生经过思考与讨论，得到的结论当然是否定的。再用横截面积和长度都不同的两根镍铬合金丝分别串入上述电路中，观察小灯泡的亮度，并让学生思考这个实验能否说明电阻大小同导电体的某种特性有关，结论同样是不能。这时就可不失时机地问学生：“那么，我们应该取怎样的两根金属丝串入上述电路来做这个实验，以研究导电体的电阻大小到底与哪些因素有关呢？”同时向学生出示课前准备好的几根金属丝让他们选择。学生经过思考并相互讨论后，有的回答：应取两根横截面积相同、但长度不同的镍铬合金丝进行上述实验；有的同学说：应取两根长度相同、但横截面积不同的镍铬合金丝进行上述实验；还有的说应取长度、横截面积均相同的一根铜丝和一根镍铬合金丝进行实验比较。这时，教师可适时指出上述几种方法都可以，同时指出要研究电阻的大小同导电物质的长度、横截面积、材料种类这三个因素任何一个因素间的关系，就要人为地控制另外两个因素，使它们相等，并指出这种实验的方法就是“控制变量法”。又如通过导体电流的大小，与导体两端的电压成正比，这时应该控制电阻一定；通过导体电流的大小，与导体的电阻成反比，
过程控制系统第二章（对象特性）习题2-1．什么是被控过程的数学模型？ 2-1解答： 被控过程的数学模型是描述被控过程在输入（控制输入与扰动输入）作用下，其状态和输出（被控参数）变化的数学表达式。 2-2．建立被控过程数学模型的目的是什么？过程控制对数学模型有什么要求？ 2-2解答： 1）目的：○1设计过程控制系统及整定控制参数； ○2指导生产工艺及其设备的设计与操作； ○3对被控过程进行仿真研究； ○4培训运行操作人员； ○5工业过程的故障检测与诊断。 2）要求：总的原则一是尽量简单，二是正确可靠。阶次一般不高于三阶，大量采用具有纯滞后的一阶和二阶模型，最常用的是带纯滞后的一阶形式。 2-2．简述建立对象的数学模型两种主要方法。 2-2解答： 一是机理分析法。机理分析法是通过对对象内部运动机理的分析，根据对象中物理或化学变化的规律(比如三大守恒定律等)，在忽略一些次要因素或做出一些近似处理后推导出的对象特性方程。通过这种方法得到的数学模型称之为机理模型，它们的表现形式往往是微分方程或代数方程。 二是实验测取法。实验测取法是在所要研究的对象上，人为施加一定的输入作用，然后，用仪器测取并记录表征对象特性的物理量随时间变化的规律，即得到一系列实验数据或实验曲线。然后对这些数据或曲线进行必要的数据处理，求取对象的特性参数，进而得到对象的数学模型。 5-12 何为测试法建模？它有什么特点？ 2-3解答： 1）是根据工业过程输入、输出的实测数据进行某种数学处理后得到数学模型。
2）可以在不十分清楚内部机理的情况下，把被研究的对象视为一个黑匣子，完全通过外部测试来描述它的特性。 2-3．描述简单对象特性的参数有哪些?各有何物理意义? 2-3解答： 描述对象特性的参数分别是放大系数K 、时间常数T 、滞后时间τ。 放大系数K 放大系数K 在数值上等于对象处于稳定状态时输出的变化量与输入的变 化量之比，即 输入的变化量 输出的变化量=K 由于放大系数K 反映的是对象处于稳定状态下的输出和输入之间的关系，所以放大系数是描述对象静态特性的参数。 时间常数T 时间常数是指当对象受到阶跃输入作用后，被控变量如果保持初始速度变 化，达到新的稳态值所需的时间。或当对象受到阶跃输入作用后，被控变量达到新的稳态值的63．2％所需时间。 时间常数T 是反映被控变量变化快慢的参数，因此它是对象的一个重要的动态参数。 滞后时间τ滞后时间τ是纯滞后时间0τ和容量滞后c τ的总和。 输出变量的变化落后于输入变量变化的时间称为纯滞后时间，纯滞后的产生一般是由于介质的输送或热的传递需要一段时间引起的。容量滞后一般是因为物料或能量的传递需要通过一定的阻力而引起的。 滞后时间τ也是反映对象动态特性的重要参数。 5-6 什么是自衡特性？具有自衡特性被控过程的系统框图有什么特点？ 2-3解答： 1）在扰动作用破坏其平衡工况后，被控过程在没有外部干预的情况下自动恢复平衡的特性，称为自衡特性。 2）被控过程输出对扰动存在负反馈。 5-7 什么是单容过程和多容过程？
不使用第三方变量交换两个变量的值(c#)2009-07-22 16:47这需要进行位操作,必较麻烦的, 在学习程序语言和进行程序设计的时候，交换两个变量的值是经常要使用的。通常我们的做法是（尤其是在学习阶段）：定义一个新的变量，借助它完成交换。代码如下： int a,b; a=10; b=15; int t; t=a; a=b; b=t; 这种算法易于理解，特别适合帮助初学者了解计算机程序的特点，是赋值语句的经典应用。在实际软件开发当中，此算法简单明了，不会产生歧义，便于程序员之间的交流，一般情况下碰到交换变量值的问题，都应采用此算法（以下称为标准算法）。 上面的算法最大的缺点就是需要借助一个临时变量。那么不借助临时变量可以实现交换吗？答案是肯定的！这里我们可以用三种算法来实现：1）算术运算；2）指针地址操作；3）位运算。 1）算术运算 简单来说，就是通过普通的+和-运算来实现。代码如下： int a,b; a=10;b=12; a=b-a; //a=2;b=12 b=b-a; //a=2;b=10 a=b+a; //a=10;b=10 通过以上运算，a和b中的值就进行了交换。表面上看起来很简单，但是不容易想到，尤其是在习惯标准算法之后。 它的原理是：把a、b看做数轴上的点，围绕两点间的距离来进行计算。 具体过程：第一句“a=b-a”求出ab两点的距离，并且将其保存在a中；第二句“b=b-a”求出a到原点的距离（b到原点的距离与ab两点距离之差），并且将其保存在b中；第三句“a=b+a”求出b到原点的距离（a到原点距离与ab两点距离之和），并且将其保存在a中。完成交换。此算法与标准算法相比，多了三个计算的过程，但是没有借助临时变量。（以下称为算术算法） 2）指针地址操作 因为对地址的操作实际上进行的是整数运算，比如：两个地址相减得到一个整数，表示两个变量在内存中的储存位置隔了多少个字节；地址和一个整数相加即“a+10”表示以a为基地址的在a后10个a类数据单元的地址。所以理论上可以通过和算术算法类似的运算来完成地址的交换，从而达到交换变量的目的。即： int *a,*b; //假设 *a=new int(10); *b=new int(20); //&a=0x00001000h,&b=0x00001200h a=(int*)(b-a); //&a=0x00000200h,&b=0x00001200h b=(int*)(b-a); //&a=0x00000200h,&b=0x00001000h a=(int*)(b+int(a)); //&a=0x00001200h,&b=0x00001000h 通过以上运算a、b的地址真的已经完成了交换，且a指向了原先b指向的值，b指向原先a 指向的值了吗？上面的代码可以通过编译，但是执行结果却令人匪夷所思！原因何在？ 首先必须了解，操作系统把内存分为几个区域：系统代码/数据区、应用程序代码/数据区、
“控制变量法”在物理实验中的运用 在初中物理学中，有许多探究性实验，常常要用到一种科学的研究方法----“控制变量法”。 此法不仅能较好地化解教学中的有些难点，而且对培养学生的探究意识和创新精神也具有积极 的意义。因此笔者撰此文，通过实例分析此法，以供参考。 一、“控制变量法”的应用方法分析 如：探究电流与电压、电阻的关系时，如图1所示，可先控制电阻R 不 变，研究电流与电压的关系。实验中，通过调节滑动变阻器的滑片，使电阻两端的电压依次发生变化，根据对应的电压表和电流表的示数关 系得出：在电阻一定时，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正 比。然后再控制导体两端的电压不变，研究电流跟 电阻的关系。 实验 中通过调节滑变的滑片，使电阻两端的电压始终 图1 保持一个定值，改变电阻的阻值，根据对应电流表的示数得出：在 电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。从而总结出欧姆定律。 又如：探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时，可先控制电流与通电时间不变， 研究电热与电阻的关系。然后控制电阻与通电时间不变，研究电热与电流的关系。最后再控制 电流与电阻不变，研究电热与通电时间的关系。归纳总结出焦耳定律。 实验中，取R 2=R 3=R 4=2R 1,并将R 1R 2分别置于两个一端开口的密闭的有机玻璃盒内，将开 口端用橡胶管与压强计相连，R 1与R 2串联如图2。接通电路后，电阻丝将盒内空气加热，通过 压强计的液面差，可得出：电流通过导体产生的热量与电阻的关系。再将R 1改换成R 3，同时 将R 4与R 2并联仍接入电路中如图3。因通过R 3的电流是通过R 2电流的2倍，通过压强计的液 面差，可得出：电流通过导体产生的热量与电流的关系。 图2 图3 二、控制变量法”在题目中的应用训练。 S P R R
1 “控制变量法”在物理实验中的运用 在初中物理学中，有许多探究性实验，常常要用到一种科学的研究方法----“控制变量法”。此法不仅能较好地化解教学中的有些难点，而且对培养学生的探究意识和创新精神也具有积极的意义。因此笔者撰此文，通过实例分析此法，以供参考。 一、“控制变量法”的应用方法分析 如：探究电流与电压、电阻的关系时，如图1所示，可先控制电阻R不 变， 研究电流与电压的关系。实验中，通过调节滑动变阻器的滑片，使电阻两端的电压依次发生变化，根据对应的电压表和电流表的示数关系得出：在电阻一定时，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。然后再控制导体两端的电压不变，研究电流跟 电阻的关系。实验中通过调节滑变的滑片，使电阻两端的电压始终图1 保持一个定值，改变电阻的阻值，根据对应电流表的示数得出：在 电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。从而总结出欧姆定律。 又如：探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时，可先控制电流与通电时间不变，研究电热与电阻的关系。然后控制电阻与通电时间不变，研究电热与电流的关系。最后再控制电流与电阻不变，研究电热与通电时间的关系。归纳总结出焦耳定律。 实验中，取R2=R3=R4=2R1,并将R1R2分别置于两个一端开口的密闭的有机玻璃盒内，将开口端用橡胶管与压强计相连，R1与R2串联如图2。接通电路后，电阻丝将盒内空气加热，通过压强计的液面差，可得出：电流通过导体产生的热量与电阻的关系。再将R1改换成R3，同时将R4与R2并联仍接入电路中如图3。因通过R3的电流是通过R2电流的2倍，通过压强计的液面差，可得出：电流通过导体产生的热量与电流的关系。
变量交换的几种常见方法 前几天发现了一个问题：有人告诉我，要进行变量交换，就必须引入第三变量！ 假设我们要交换a和b变量的值，如果写成 int a=5,b=10; a=b; b=a; 那么结果就是两个都是10，理由不言而喻。 所以就应该引入第三变量，在a的值被覆盖之前就把a的值保留好。int a=5,b=10,tmp; tmp=a; a=b; b=tmp; 这样，就要引入了第三个变量，然而，我们能不能不引入第三变量来实现变量交换呢？ 答案自然是肯定的，首先我们可以这样设想，如果a的值被覆盖了，那么就没法知道b应该放什么值了， 所以，我们要保留a的值，因此我们可以把a和b的值合起来，放在a里，再把合起来的值分开，分别放到b和a中：
int a=5,b=10; a=a+b; //a=15,b=10 b=a-b; //a=15,b=5 a=a-b; //a=10,b=5 但是这样做有一个缺陷，假设它运行在vc6环境中，那么int的大小是4 Bytes，所以int变量所存放的最大值是2^31-1即2147483647，如果我们令a的值为2147483000，b的值为1000000000，那么a和b 相加就越界了。 事实上，从实际的运行统计上看，我们发现要交换的两个变量，是同号的概率很大，而且，他们之间相减，越界的情况也很少，因此我们可以把上面的加减法互换，这样使得程序出错的概率减少： int a=5,b=10; a-=b; //a=-5,b=10 b+=a; //a=15,b=5 a+=b; //a=10,b=5 通过以上运算，a和b中的值就进行了交换。表面上看起来很简单，但是不容易想到，尤其是在习惯引入第三变量的算法之后。 它的原理是：把a、b看做数轴上的点，围绕两点间的距离来进行计算。 具体过程：第一句“a-=b”求出ab两点的距离，并且将其保存在a 中；第二句“b+=a”求出a到原点的距离（b到原点的距离与ab两点距离之差），并且将其保存在b中；第三句“a+=b”求出b到原点
第二章 1．什么是被控对象特性?什么是被控对象的数学模型?研究被控对象特性有什么重要意义? 答：被控对象特性是指被控对象输入与输出之间的关系。即当被控对象的输入量发生变化时，对象的输出量是如何变化、变化的快慢程度以及最终变化的数值等。对象的输入量有控制作用和扰动作用，输出量是被控变量。因此，讨论对象特性就要分别讨论控制作用通过控制通道对被控变量的影响，和扰动作用通过扰动通道对被控变量的影响。 定量地表达对象输入输出关系的数学表达式，称为该对象的数学模型。 在生产过程中，存在着各种各样的被控对象。这些对象的特性各不相同。有的较易操作，工艺变量能够控制得比较平稳；有的却很难操作，工艺变量容易产生大幅度波动，只要稍不谨慎就会越出工艺允许的范围，轻则影响生产，重则造成事故。只有充分了解和熟悉对象特性，才能使工艺生产在最佳状态下运行。因此，在控制系统设计时，首先必须充分了解被控对象的特性，掌握它们的内在规律，才能选择合适的被控变量、操纵变量，合适的测量元件和控制器，选择合理的控制器参数，设计合乎工艺要求的控制系统。特别在设计新型的控制系统时，例如前馈控制、解耦控制、自适应控制、计算机最优控制等，更需要考虑被控对象特性。 2．简述建立对象的数学模型两种主要方法。 答：一是机理分析法。机理分析法是通过对对象内部运动机理的分析，根据对象中物理或化学变化的规律(比如三大守恒定律等)，在忽略一些次要因素或做出一些近似处理后推导出的对象特性方程。通过这种方法得到的数学模型称之为机理模型，它们的表现形式往往是微分方程或代数方程。 二是实验测取法。实验测取法是在所要研究的对象上，人为施加一定的输入作用，然后，用仪器测取并记录表征对象特性的物理量随时间变化的规律，即得到一系列实验数据或实验曲线。然后对这些数据或曲线进行必要的数据处理，求取对象的特性参数，进而得到对象的数学模型。 3．描述简单对象特性的参数有哪些?各有何物理意义? 答：描述对象特性的参数分别是放大系数K、时间常数T、滞后时间 。 放大系数K放大系数K在数值上等于对象处于稳定状态时输出的变化量与输入的变 化量之比，即
浅谈控制变量法在科学教学中的运用 控制变量法是指在科学教学中，对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，而只改变其中的某一个因素，从而研究这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决的方法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。小学科学课中，加强控制变量法的运用，不紧能直观的对实验现象进行对比，还能提高学生的对问题的分析理解能力以及科学素养。 下面我将分阶段年纪结合具体的课题来谈谈控制变量法怎么样在小学科学课堂中的进行运用: 一、《怎样加快溶解》 师: 刚才同学们说了很多加快溶解的方法，那么这些方法真的能让肥皂溶解得更快吗? 我们就以搅拌为例, 想想该怎么做呢? 生: 将肥皂放入水中, 然后仔细的观察看看。 师: 这样我们就能看到搅拌能使肥皂溶解得更快吗? 生: 我觉得应该把肥皂放在水中, 然后搅拌。 师: 就一个杯子, 然后搅拌, 就能看出搅拌能使肥皂溶解得更快吗? 要比出搅拌能使肥皂溶解得更快, 该怎么做呢?。 生: 用两个杯子, 放两块肥皂, 一个搅拌, 一个不搅拌。 (确定搅拌这个变量） 师: 如果两块肥皂不一样, 能不能看出搅拌的那块肥皂溶解得更快? 生: 应该放两块一样的肥皂。 师: 什么样才是一样的两块肥皂? 生: 形状、大小都一样。 师: 恩，对。想比出搅拌能使肥皂溶解的更快还要注意什么? 生: 也应该准备两个一样的杯子。 生: 还应该装入一样多的水。 生: 水的温度也应该是一样的。 师: 还有吗? 生: ?? 师演示, 把两块肥皂一先一后放在两个杯子里。 生(恍然大悟): 应该把两块肥皂同时放入两个杯子里。 师: 怎样能同时放入? 生: 一手拿一个, 数1—2—3, 同时松手。
//【习3.1】交换两个变量值问题讨论。 public class Swap { // ①不能实现交换两个变量值的方法 public static void swap(int x, int y) { int temp = x; x = y; y = temp; } public static void swap(Object x, Object y) //不行 { Object temp = x; //两个对象之间的赋值是引用赋值，传递的是引用，即变量的地址 x = y; //改变形式参数x的引用，而未能改变实际参数的值， y = temp; //相当于改变了指针的值，而未改变通过指针指向的变量值 } //交换了，但改变的值没有带回 // ②能够交换两个数组元素值 public static void swap(int[] table, int i, int j) // 交换数组中下标为i、j的元素 { if (table != null && i >= 0 && i < table.length && j >= 0 && j < table.length && i != j) // 判断i、j是否越界 { int temp = table[j]; table[j] = table[i]; table[i] = temp; } } public static void swap(Object[] table, int i, int j) //交换数组中下标为i、j的元素 { if (table != null && i >= 0 && i < table.length && j >= 0 && j < table.length && i != j) //判断i、j是否越界 {
控制变量法专题训练 1、能够应用控制变量法探究的前提： ①某种现象受到多个“因素”的影响 ②实验的目的是：“探究某种因素”对现象的影响 ③实验过程中，被探究的“因素”作为变量，其他因素作为不变量 ④能过直接或间接的得到实验结果或实验现象 2、常见术语 ①对照组：一般是各个条件都适宜的组别 ②实验组：缺少或增加所要探究“因素”的组别 ③自变量：影响实验结果的因素 ④因变量：实验结果 ⑤调节变量：被探究的“因素” ⑥不变量：除调节变量外，其他的“因素”，一般要保持适宜 3、常见题型 （1）、实验缺陷类： 实验存在哪些不足/缺陷/哪些需要改进…… ①是否有对照实验 ②实验过程中，是否严格控制变量 ③是否试验次数或样品数太少，存在偶然性误差 （2）、结论表述类： 本实验的结论是什么/从表（图）中可以得到什么结论/实验1和实验2可以说明什么…… ①如果题干中明确了本实验的探究问题，那么就可以对实验问题进行回答； ②问题：××受到什么影响？ ××受到√√的影响； 或××受到√√的影响，√√越...，××越...； ③√√对××有什么影响？ √√越...，××越...； 或在一定范围内，√√越...，××越...； ④当某某一定（相同）时，某某与某某成正比/反比； 当某某一定（相同）时，某某随着某某的增大而增大/降低； （3）、实验数据对比类： ①通过对比实验得到某某结论
②实验1与实验形成对照组 ③实验有几组变量 ④某一个步骤的目的是 （4）、实验设计类：为了探究某某对实验的影响，应该怎样设计实验？ 其他条件相同，所探究的因素设计成不同；应用题目所给的语言回答。 （5）、提问假设类： ①根据实验过程，提出实验目的（实验探究的问题） ②根据实验提出的问题，提出合理的假设 ③根据已有的假设或猜想，提出自己的假设或猜想 ④根据自己掌握的知识，判断假设或猜想的正误 ⑤根据实验结果（现象），写出实验结论，一般按照假设的模式写 ⑥已知实验结论，根据结论写出实验结果或现象 （6）难点：转换法 将不可直接测量量，转化为可直接测量的量，结论要与目的一致，而不是实验本身。 专题训练： 1．某兴趣小组在“探究影响叶绿素形成的环境因素”活动中，设计了如下方案。 【提出问题】光照会影响叶绿素的形成吗？ 【作出假设】光照能够影响叶绿素的形成。 【实施方案】 甲组乙组 环境条件遮光、适宜的温度和湿度 实验材料20株长出第一片幼叶后的小麦幼 苗 20株长出第一片幼叶后的小麦幼苗 处理方法将甲、乙两组小麦幼苗栽种在相同的土壤中，在各自环境中生长10天（1）请你在表格中写出乙组的环境条件。 （2）如果该假设成立的话，那么实验的预期结果是：。 2．某科学兴趣小组的同学做了如图实验：在水平地面上竖直固定一根长杆，长杆上装有一个可以上下移动的点光源A，再在地面上竖立一根短木条(短木 条始终低于点光源A)。 （1）保持短木条的长度和位置不变，该同学将点光源A从图
交换两个变量的值，不使用第三个变量的方法及实现： 附录中有C/C++代码： 通常我们的做法是（尤其是在学习阶段）：定义一个新的变量，借助它完成交换。代码如下： int a,b; a=10; b=15; int t; t=a; a=b; b=t; 这种算法易于理解，特别适合帮助初学者了解计算机程序的特点，是赋值语句的经典应用。在实际软件开发当中，此算法简单明了，不会产生歧义，便于程序员之间的交流，一般情况下碰到交换变量值的问题，都应采用此算法（以下称为标准算法）。 上面的算法最大的缺点就是需要借助一个临时变量。那么不借助临时变量可以实现交换吗？答案是肯定的！这里我们可以用以下几种算法来实现：1）算术运算；2）指针地址操作；3）位运算；4）栈实现。 1）算术运算 int a,b; a=10;b=12; a=b-a; //a=2;b=12 b=b-a; //a=2;b=10 a=b+a; //a=12;b=10 它的原理是：把a、b看做数轴上的点，围绕两点间的距离来进行计算。 具体过程：第一句“a=b-a”求出ab两点的距离，并且将其保存在a中；第二句“b=b-a”求出a到原点的距离（b到原点的距离与ab两点距离之差），并且将其保存在b中；第三句“a=b+a”求出b到原点的距离（a 到原点距离与ab两点距离之和），并且将其保存在a中。完成交换。 此算法与标准算法相比，多了三个计算的过程，但是没有借助临时变量。（以下称为算术算法）除了使用加、减法外，还可以使用乘、除法实现，实现代码如下： //if a=10;b=12; a=a*b; //a=120;b=12 b=a/b; //a=120;b=10 a=a/b; //a=12;b=10 缺点：是只能用于数字类型，字符串之类的就不可以了。a+b有可能溢出(超出int的范围)，溢出是相对的，+了溢出了，-回来不就好了，所以溢出不溢出没关系，就是不安全。 2）指针地址操作 因为对地址的操作实际上进行的是整数运算，比如：两个地址相减得到一个整数，表示两个变量在内存中的储存位置隔了多少个字节；地址和一个整数相加即“a+10”表示以a为基地址的在a后10个a类数据单 元的地址。所以理论上可以通过和算术算法类似的运算来完成地址的交换，从而达到交换变量的目的。即：int *a,*b; //假设 *a=new int(10); *b=new int(20); //&a=0x00001000h,&b=0x00001200h a=(int*)(b-a); //&a=0x00000200h,&b=0x00001200h
“控制变量法”巧应用 安居街小学李振威 义务教育课程标准中，要求改变过分强调知识传承的倾向，将科学探究作为学习的目标，让学生在探究过程中，学习科学研究方法培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识。在探究式学习科学知识的过程中，研究问题的科学方法很多，其中“控制变量法”是最重要的方法之一，那么如何使学生掌握“控制变量法”呢？ 一、让学生了解"控制变量法"的内涵 自然界中发生的各种现象,往往是错综复杂的。决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清事物变化的原因和规律,必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来,使它保持不变,然后来比较,研究其他两个变量之间的关系,这种研究问题的科学方法就是"控制变量法"。 例如在教学《电磁铁》一课中，电磁铁的磁力大小与电池的节数和绕线圈数有关。教材中没有提供可演示的和学生动手的实验。为了提高学生学习科学的兴趣和强化科学方法的教学,在这节课上我为学生准备了如下实验器材:电池若干、导线、铁钉（大小不一）、若干订书针。利用这些实验器材如何用"控制变量法"来研究呢，当导线粗细相同,绕线圈数相同，铁钉相同，观察电池节数与电磁铁磁力大小的关系。首先引导学生大胆猜想，然后根据猜想设计实验，关键是要确定不变的因素和需要改变的因素，在一轮又一轮循序渐进的与学生交谈、与学生思维碰撞的过程中，共同来确定不变的因素和需要改变的因素。确定好以后学生就明白使用同一根导线，同一根铁钉，绕相同的圈数，把这些因素都控制起来，在这些因素不变的情况下，来研究电池的节数与电磁铁磁力大小的关系，这样学生就真正经历了用“控制变量法”研究问题的思维过程。最后再简述操作的具体过程。电磁铁磁力的大小与其他因素的关系，学生就能自己讨论实验方案并动手操作得出结论。他们同时也体会到用"控制变量法"研究问题并不难。自己也会用这种方法去研究问题而感到很自信。
物理探究方法之控制变量法 教学目标：1、进一步熟悉控制变量法及其应用 2、培养学生勇于探索科学的精神和严谨的态度 教学难点：实验步骤的设计和结论书写的规范 一、考点介绍 二、典例分类解析 例题1、小明同学猜想物体重力势能的大小可能与以下两个因素有关： A 、物体的高度； B 、物体的质量。为了证明自己的猜想，他把橡皮泥平铺 实验次数 球离橡皮泥 的高度m 球在橡皮泥中 的凹陷程度 1 1.0 较浅 2 2.0 较深 3 3.0 很深 （1）小明可以通过 判断重力势能大小（2）由记录结果可以得到的实验结论是： （3）若想对另一个因素进行验证，你认为小明应该怎么做？ 例题2、王倩同学在做探究“电流与电阻的关系”实 验时，她设计连接了如图所示的实验连接图。 （1）实验中，王倩同学先将5Ω的电阻R 接入电 路，电路连接正确，将滑动变阻器调至最大处， 闭合开关S ，调节滑动变阻器，使电压为某一值， 读出电流表的示数，并把数据记录在表格中；再分别用10Ω和20Ω的电阻替换5Ω电阻，然后直接读出电流的值重复上述操作。 讨论：王倩在实验过程中的错误是什么？ （2）王倩同学发现错误改正后重新进行实验，得到的数据如下表所示。根据表中的实验数据得出的结论是： （3）王倩 同学发现有一个小灯泡，于是用这个小 灯炮替换20Ω的电阻后，继续进行实验。物理量 实验次数 电阻R (Ω) 电流I （A ） 1 5 0.48 2 10 0.24 3 20 0.12
电表测得示数如右图所示，可知小灯泡的阻值是Ω。 例题3、小明同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯（分别装有一定量的水和煤油），对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究，如图表示探究过程及有关数据。 （1）分析图B、C、D，说明浮力大小跟有关。 （2）物体完全浸没在煤油中所受的浮力是N。 （3）分析图C、E能否说明浮力大小跟液体密度有关？为什么？ （4）小明还想探究当物体浸没时所受的浮力大小是否与深度有关，请你简述实验方法和可能出现的结论。 四、针对性训练 在探究“滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的过程中，一些同学作出了以下猜想：猜想A. 滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙度有关； 猜想B. 滑动摩擦力的大小可能与接触面间的压力大小有关； 猜想C. 滑动摩擦力的大小可能与产生摩擦力的两物体间接触面积的大小有关； 为了检验上述有关猜想是否正确，该同学选用了一块底面与各个侧面粗糙程度均相同的长方体木块，并设计了以下实验方案。 步骤1：把长方体木块平放在水平的长木板上，用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动，读出这时弹簧测力计的读数（图甲）。 步骤2：在长方体木板上放上砝码（图乙）用弹簧测力计水平拉木块，使砝码与木块一起沿直线匀速运动，比较“步骤2”与“步骤1”中弹簧测力计示数的大小。
1. 交换两个变量的值：用两种方法： 1） main () (3-5-1a(3-5-1b) printf(“a,b=?”“a,b=?”); scanf(“%d,%d”“%d,%d”,&a,&b); pringf(“a=%d\tb=%d\n”“a=%d\tb=%d\n”,a,b) ; t=a;a=b;b=t; a=a+b;b=a-b;a=a-b; pringf(“a=%d\tb=%d\n”,a,b); pringf(“a=%d\tb=%d\n”,a,b); } /*利用第三变量*/ } /*利用自身*/ 3) 利用全局变量交换两个变量的值： int a=3,b=7; Qj-swap2 main() { swap () printf("%d,%d\n",x,y); } swap() { a=a+b;b=a-b;a=a-b} 4)利用指针变量交换两个变量的值： main () { int a=3,b=10,*pa=&a,*pb=&b; clrscr(); printf("a=%d\tb=%d\n",a,b); swap (pa,pb); printf("a=%d\tb=%d\n",*pa,*pb); } swap (int *x,int *y) { int *t; t=*x;*x=*y;*y=t; } 4）下列程序运行的结果： （1）int x=1,y=2; Qj-swap1 main () { int a=3,b=4; move(x,y);move(a,b); printf("%d, %d, %d, %d",x,y,a,b); } move(int p,int q) { int k ; k=p;p=q;q=k; }
图1 中考物理解题方法--控制变量法 物理学对于多因素（多变量）的问题常常采用控制因素（变量）的办法，即把多因素的问题转变为多个单因素的问题，分别加以研究，最后再综和解决，这种方法叫控制变量法。 控制变量法在初中物理中应用较为广泛，具体探究如下： 【探索研究案例一】匀速直线运动 速度是表示物体运动快慢的物理量，它与路程、时间两个因素有关，为了比较两个（或几个）做匀速直线物体的快慢，常采用控制变量法。 1．控制路程因素（即在路程相同或路程一定的情况下），比较它们所用的时间，所用时间短的，则运动的快，速度大。 2．控制时间因素（即在时间相同或时间一定的情况下），比较它们通过的路程长短。路程长的，运动快，速度大。 3．在路程、时间都不相同的情况下，借助于数学中的比例，引入路程和时间之比，即用比较单位时间里通过的路程的多少，来比较物体运动的快慢。 【例题1】如图1所示（a ）、（b ）两图分别表示比较运动员游泳快慢的两种方法，其中图1（a ）表明 ；图1（b ）表明 。 【精评】试题将游泳比赛的过程和终 端两种情况用图画出来，让同学们识别在 这两种比较游泳快慢的情况中，分别运用 了哪种控制变量的方法。 在图1（a ）中，各泳道右边的圆圈指 针的指向都相同，表示“时间相等”，三个泳道中游泳人的位置不同，说明它们通过的路程不同，游在最前面的人通过的路程最长，他游得最快，所以，图1（a ）表示采用了控制时间相等的因素，研究运动快慢与路程的关系的方法，表明：时间相等时，游泳人通过的路程越长，运动越快。 在图1（b ）中，各泳道的游泳人都到达终点，但泳道旁圆圈内的指针指向不同，表示游泳人通过相同的泳道全程所用的时间不等，中间泳道的游泳人所用时间最短，游得最快。所以，图1（b ）表示采用了控制路程相等的因素，研究运动快慢与时间的关系的方法，表明：通过的路程相等时，游泳人所用时间越少，运动越快。 【解答】时间相等时，游泳人通过的路程越长，运动越快。通过的路程相等时，游泳人所用时间越少，运动越快。 【探索研究案例二】密度 密度概念是整个初中物理中重要概念之一，每年各地的中考试题围绕密度概念做足了文章。如冰水互换后其质量、体积、密度的变化；蜡烛燃烧过程中、两块砖合成一块后的质量、密度的变化情况等等。常常编成试题来考察同学。 采用控制变量法研究密度有三种方式 1．质量相同的不同物质，密度大的，其物体体积就小。 2．体积相同的不同物质，密度大的，其物体质量也大。 3．物质相同的不同物体，体积增大几倍，它的质量也增大几倍，而m/V 的值不变。 特别强调的是：对前两种控制变量（控制质量因素、控制体积因素）后得到的结论，只适用于
第二编心理学实验的变量与设计 第一章心理学实验的含义与基本形式 1、【单项选择题】：在进行科学观察时，纯粹客观只有在下列情况下才有可能出现（）（2007中山大学） A.自然观察 B.实验 C.问卷调查 D.以上均不对【答案】：D. 2、【单项选择题】：下列关于自然观察的表述哪一个是不恰当的（）（2007中山大学） A.对特征的概括主要是描述性的 B.涉及对一个变量或多个变量的系统性操作 C.其他研究者不是很容易能重复数据结构 D.它不允许研究者操作有关前提条件 【答案】：B. 3、【多项选择题】：练习实验的主要作用是（）（2003北京师范大学） A.帮助被试学习和掌握反应原则 B.降低实验误差 C.提高被试反应精确性和可靠性 D.练习实验没有什么作用 【答案】：A. B.C. 第二章心理学实验中的变量及其控制 1、【多项选择题】：平衡技术是控制额外变量的方法之一。常用的平衡技术有（）（2008心理学综合考试） A.匹配法 B.拉丁方设计 C.双盲法 D.ABBA法【答案】：B. D. 2、【单项选择题】：下面（）是零结果。（2008中山大学） A.实验者和被试都不知道实验目的 B.自变量的变化不引起因变量的变化 C.预期之外的结果 D.自变量对因变量有很大作用 【答案】：B.
3、【单项选择题】：一项实验拟考查图片材料是否比文字材料更容易识记，则材料是（） （2007心理学综合考试） A.自变量 B.因变量 C.控制变量 D.无关变量【答案】：A. 4、【单项选择题】：通过双盲法来控制额外变量的方法属于（）（2007心理学综合考试） A.匹配法 B.平衡法 C.排除法 D.恒定法【答案】：C. 5、【单项选择题】：在2*3实验设计中，研究的因素有（）。（2007心理学综合考试） A.2个 B.3个 C.5个 D.6个 【答案】：A. 6、【简答题】：选择因变量应满足哪些标准？（2007浙江大学） 【答案】：有效性、客观性、数量化、 7、【单项选择题】：下述哪一个不是操作性定义的一个实例（）（2005中山大学） A.祖父制作月饼的菜谱 B.当一个演员能无错误地重复其台词两遍时就算已经记住台词了 C.反应时是指刺激呈现和被试作出反应之间的间隔 D.当猫需要食物时就表明这个猫饿了 【答案】：D. 8、【单项选择题】：一个有效的实验出现零结果（null result）的原因是（）（2005中山大学） A.自变量各水平之间太相似了 B.因变量出现了天花板效应 C.无关变量没有保持恒定 D.以上全对 【答案】：D.