初中物理实验归类复习
第一部分理论基础
一、测量的理论
（一）测量本质
测量就是一种比较。为了科学地进行比较，需要有一个公认的标准量作为比较的依据，这个标准量就叫做________ 。
为了便于交流，人们制定了一套国际通用的单位体系——“国际单位制”，简称“SI”。
（二）误差理论
1、误差与错误
测得值与真实值之间的差异叫做误差。任何测量都会有误差，误差是_不能_绝对避免的；而错误是可以而且应该避免的。
2、影响误差的因素
（1）测量的工具。测量所用的工具越精密，误差就越陷越深______。
（2）测量的方法。
（3）估读。测量总要估读，因而测量总要产生误差。
3、减小误差的方法
（1）选用更精密的测量工具、设计更科学的测量方法，可以减小误差。
（2）多次测量，取__________，是减小误差的重要方法。
注：1）“多次测量”，通常要有三次；2）取平均值时，平均值的数位必须与测量值的数位一致。
二、科学探究
科学探究一般要经历以下七个步骤：
1、发现并提出问题；
2、做出猜想与假设；
3、制定计划与设计实验；
4、通过观察、实验等途径来收集证据；
5、评价证据是否支持猜想与假设；
6、得出结论或提出新的问题；
7、在科学探究的过程中，交流与合作也是不可缺少的环节。
（一）发现并提出问题
是科学探究的起始步骤，在学习和科研中有重要的意义。在试题中，通常会有两种情况出现。一是通过描述相关情境，直接提出相关问题。这是一问题就是我们下面解题时要围绕的核心，所以要高度重视这一问题，不能偏题。二是要人们根据试题描述的情境，提出一个问题。我们应根据试题描述的情境，合理地提出问题，不可随意发散。这种情况在日常教学中遇到的较多，考试时则较少出现。
（二）做出猜想与假设
由于“猜想与假设”的发散性，故在考试中较少出现。我们强调的是“猜想与假设”必须是在试题情境的基础上合理作出，反对随意猜想。
（三）制定计划与设计实验
这是考查的重点。主要考点有：
1、实验原理的确定。
许多实验探究，特别是测量某个物理量（如密度、机械效率、电阻等）的实验，都有一个实验原理的问题，就量你根据什么道理来测量这个物理量的。这个原理，也就决定了你实验的总的方向或框架。
2、控制变量法的运用
控制变量法是科学探究的重要方法。只要被研究的量与多个因素有关，通常就要运用控制变量法：控制其他的量不变，仅使一个量发生改变，记录因变量相应的数值；经过多次（至少三次）实验，寻找规律。
如此逐一研究，最后再总结规律。故有几个自变量，就至少要分成几个实验部分。
2、物理量的显示与控制方法
这是考查的重点。有些物理的显示，可以有仪表或测量工具，如电流、电压分别电流表、电压表等；而有一些物理量，还没有专用的测量工具或实验中不能提供专用的测量工具，就要运用“转化法”进行间接测量，这时我们就要动点脑筋，在理解该物理量的意义或规律的基础上，设计好测量的方法和待测的物理量，特别是对于我们没有学过的物理量。请同学们在这个问题上注意研究和总结。
实验中总要控制某些物理量不变，同时改变某个物理量。有些物理量的控制方法也是难点，如在研究欧姆定律的“电流与电阻的规律”时，要控制一段电路两端的电压不变，理论上只要给这段电路接上一个稳压电源就行了，但实际上这样的稳压电源很找到。如何控制这段电路两端的电压不变，就成了一个“富有技术性”的问题。类似的问题还有在“研究动能的大小与物体的质量、速度的关系”时，如何科学地控制和改变速度等。这些都是考试的重点。
3、实验器材的选择
在实验原理和大致的实验方向、方法确定后，就要考虑采用哪些测量工具，这也是常考的一个问题。要注意根据实验的方法，特别是根据试题提供的信息（进行必要的估算），选择合适的测量工具（量程）。
4、实验步骤的设计与表述
在实验操作问题上，试题中经常要我们书写两个方面的容：一是实验的特别注意点，如是否要匀速拉动、沿什么方向拉动等，或者必须要怎样操作或操作到什么程度等。二是书写实验步骤，我们一定要注意写得简洁、清楚、有条理，表达到位。通常要用“1、2、3、4……”或者“A、B、C、D……”一步步地写清楚，并且以一个重要的操作或测量某一个物理量为一步，不宜在一步中进行很多的操作或测量许多的物理量。
5、实验表格的设计
这是常考的容。其实很简单，通常你只要把所有要测量（记录）的物理量写成一横行，写清楚物理量的名称和字母，依此向下划列；再在左边写上实验次数，依此向右划行，一个表格就行成了。千万要注意的是，一定要在物理量的后面写上相应的单位！
（四）通过观察、实验等途径来收集证据
这里主要考查两个方面的容。一是实验现象的描述，要注意描述准确到位。二是考测量工具的读法，要熟练各种测量工具的读法，并注意在实验结果后写上单位（除非是填入表格的）。
（五）评价证据是否支持猜想与假设与得出结论或提出新的问题
在考试中，这两个问题通常是合在一起的。主要考点有；
1、实验数据的处理
一是计算。二是将数据描绘成图表或曲线。在描绘曲线时要特别注意用光滑的曲线连接各点，切忌用短直线连接两点。
2、实验现象的归纳或实验结论的表述
要特别注意的是，如果是用控制变量法进行的实验研究，要注意写清楚“在……条件下，×××与×××……”，要注意“有关、无关”、“越大、越小”及“正比、反比”用词，尽可能写准确。另外，许多实验探究题都有示例的表述方法，要注意读清楚，照着示例的格式书写，一般最保险。
3、抽象数学关系式
这考得比较少，运用一定的数学知识即可。
4、提出新的问题
由于问题的发散性，很少考。但我们要注意根据实验结果合理地提出问题，不可随意发散。
（六）交流与合作
在实验探究中，这一点十分重要。但在考查中却无法体现。
注：通过测量发现规律，需要进行多次测量，通常要有三次。
三、实验常用方法
一、观察法
物理是一门以观察、实验为基础的学科。人们的许多物理知识是通过观察和实验认真地总结和思索得来的。著名的马德堡半球实验，证明了大气压强的存在。
常用观察方法有：
1.观察重点, 排除无关因素的干扰。如做气体膨胀对外做功的实验时,学生只听到“嘭”的一声, 看到瓶塞跳得很高, 对真正需要看的现象———塑料瓶口出现的酒精烟雾却视而不见, 这就需要教师及时交待, 提醒学生, 然后再进行分析。
2.前后对比观察, 抓住因果关系。如学习密度一节时, 我首先让学生区分铜块、铁块、铝块、石块、酒精、水等物体, 通过观察它们的颜色、状态、软硬来辨认。然后出示用纸包住的相同体积的铜块、铁块、铝块, 怎样区分它们? 学生通过实验发现, 它们的质量不同, 因而得出相同体积的物体质量不同, 也是物质的一种特性, 从而引入密度概念。
3.正、反对比观察, 深化认识。在指导学生观察时, 多采用一些正反对比的方法, 可以加深学生理解知识, 拓宽思路。如探究声音的产生, 即无声又有声；探究沸点与气压的关系时, 即增大气压, 沸点升高, 减小气压, 沸点降低。
二、控制变量法
控制变量法是指一个物理量与多个物理量有关, 把多因素的问题变成多个单因素的问题, 分别加以研究, 最后再综合解决。
电学：探究导体中的电流与电压电阻的关系；探究电阻的大小与什么因素有关；
探究导体产生的热量与什么因素有关；探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关；
力学：探究摩擦力的大小与什么因素有关；探究压力的作用效果与什么因素有关；
探究液体压强的大小与哪些因素又关；探究动能的大小与什么因素有关；
探究重力势能的大小与什么因素有关；探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关；
探究斜面的机械效率与什么因素有关；探究阻力对物体运动的影响；
探究物体的质量与体积的关系；
热学：探究蒸发的快慢与什么因素有关；探究物质的吸热能力；
声学：探究决定音调大小的因素，研究弦乐器的音调与弦的松紧、长短和粗细的关系。
三、转换法
一些比较抽象的看不见、摸不着的物质的微观现象，要研究它们的运动等规律，使之转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们。
动能的大小通过木块移动的距离表示；势能的大小通过木桩下陷的深度表示；
压力的作用效果：通过海绵的凹陷程度来表示；
声音的振动：通过纸屑或豆粒的振动、乒乓球的振动表示出来；
导体产生的热量：通过煤油上升的高度来表示；电流表、电压表：通过指针的摆动表示出来；
物质的吸热能力：通过温度升高的多少表示出来；物质磁性的大小：通过吸引大头钉的多少表示出来；电流的强弱：通过灯泡的亮度表示出来；用电流的热效应认识电流的大小；
根据纸片的飘动方向判断气体压强的变化；通过扩散现象研究分子的热运动；
通过小车在平面上运动的距离的远近来判断表面阻力的大小；通过小磁针的偏转判断磁场的存在；
物体发生形变或运动状态改变可证明此物受到力的作用；苹果落地可证明重力存在；
马得堡半球实验可证明大气压的存在；雾的出现可证明空气中含有水蒸气；
影的形成可证明光沿直线传播；月食现象可证明月亮不是光源；
奥斯特实验可证明电流周围有磁场；指南针指南北可证明地磁场的存在；
用手机能打可证明电磁波的存在；扩散现象可证明分子做无规则运动；
铅块实验可证明分子间引力的存在；运动的物体能对外做功可证明它具有能
四、等效替代法（等效放大法）
等效替代法是指抓住两个看似不同的物理过程, 寻求其共同效果。如用合力替代物体所受几个力时, 合力与原来几个力的作用效果相同；研究串、并联电路的总电阻时, 用总电阻大小代替分电阻大小；在平面镜成像的实验中,由于我们无法真正的测出物与像的大小, 所以利用了一个完全相同的另一根蜡烛来等效替代像的大小, 从而验证物与像的大小相同。
在有些实验中，实验的现象我们是能看到的，但是不容易观察。我们就将产生的效果进行放大再进行研究。比如音的振动很不容易观察，所以我们利用小泡沫球将其现象放大。观察压力对玻璃瓶的作用效果时我们将玻璃瓶密闭，装水，插上一个小玻璃管，将玻璃瓶的形变引起的液面变化放大成小玻璃管液面的变化。
用一个完全相同的未点燃的蜡烛代替蜡烛的像；通过测量拉力的大小从而得出摩擦力的大小；
用一个电阻代替两个电阻；用合力表示两个力共同作用的效果；排水法测体积；
用温度计测量温度；托里拆利实验中，利用水银柱产生的压强与大气压相等测定大气压的数值
五、科学推理法
当你在对观察到的现象进行解释的时候就是在进行推理，或说是在做出推论，例如当你家的狗在叫的时，你可能会推想有人在你家的门外，要做出这一推论，你就需要把现象（狗的叫声）与以往的知识经验，即有陌生人来时狗会叫结合起来，这样才能得出符合逻辑的答案。
如：在进行牛顿第一定律的实验时，当我们把物体在越光滑的平面运动的就越远的知识结合起来我们就推理出，如果平面绝对光滑物体将永远做匀速直线运动。
如：在做真空不能传声的实验时，当我们发现空气越少，传出的声音就越小时，我们就推理出，真空是不能传声的。
六、类比法（比较法、对比法）
所谓类比是一种从特殊到特殊，从一般到一般的推理，它是根据两个或两类对象之间在某些方面的相同或相似而推出他们在其他方面也可能相同或相似的一种逻辑思维。从而可以帮助我们理解较复杂的实验和较难的物理知识。
实例：电压与水压；电流与水流；能与机械能；原子结构与太阳系；水波与电磁波；通信与鸽子传递信件；功率概念与速度概念的形成。
当你想寻找两件事物的相同和不同之处，就需要用到比较法，可以进行比较的事物和物理量很多，对不同或有联系的两个对象进行比较，我们主要从中寻找它们的不同点和相同点，从而进一步揭示事物的本质属性。
实例：比较蒸发和沸腾的异同点、比较汽油机和柴油机的异同点、电动机和热机、电压表和电流表的使用、利用托力引入浮力的概念。
七、理想模型法（理想实验法）
建立模型法是一种高度抽象的理想客体和形态用物理模型，用物理模型可以使抽象的假说理论加以形象化，便于想象和思考研究问题。
实例：研究肉眼观察不到的原子结构时，建立原子核式结构模型；研究发电机的原理和工作过程用挂图及手摇发电机模型；研究燃机结构和工作原理用挂图及汽油机柴油模型。
如：光滑平面；真空状态；电压表的断路；电流表相当于导线；用力的示意图表示力的大小；
用一个带箭头的直线表示光线；用磁感线表示磁场；用杠杆示意图表示杠杆的平衡；
电源部自身也有电阻，在实际应用时，不考虑电源本身的电阻对电路的影响；
在研究杠杆时，不考虑杠杆的形状以及自身的重力作用……
八、图像法
图象是一个数学概念，用来表示一个量随另一个量的变化关系，很直观。由于物理学中经常要研究一个物理量随另一个物理量的变化情况，因此图象在物理中有着广泛的应用。
1 用温度时间图像理解融化、凝固、沸腾现象。
2 电流、电压、图像理解欧姆定律I=U/R、电功率 P=UI
3 正比、反比函数图象巩固密度ρ=m/V、重力G=mg、速度v=s/t、杠杆平衡F1L1=F2L2 压强p=F/S p=ρgh 浮力 F=ρ液gV排、功、热量Q=cm(t2-t1)等公式。
九、归纳法
是通过样本信息来推断总体信息的技术。要做出正确的归纳，就要从总体中选出的样本，这个样本必
须足够大而且具有代表性。在我们买葡萄的时候就用了归纳法，我们往往先尝一尝，如果都很甜，就归纳出所有的葡萄都很甜的，就放心的买上一大串。
比如铜能导电，银能导电，锌能导电则归纳出金属能导电。在实验中为了验证一个物理规律或定理，反复的通过实验来验证他的正确性然后归纳、分析整理得出正确的结论。
在阿基米德原理中，为了验证F浮＝G排，我们分别利用石块和木块做了两次实验，归纳、整理均得出F浮＝G排，于是我们验证了阿基米德原理的正确性，使用的正是这种方法。
在验证杠杆的平衡条件中，我们反复做了三次实验来验证F1×L1＝F2×L2也是利用这种方法。
一切发声体都在振动结论的得出（在实验中对多种结论进行分析整理并得出最后结论时），都要用到这一方法。
在验证导体的电阻与什么因素有关的时候，经过多次的实验我们得出了导体的电阻与长度，材料，横截面积，温度有关，也是将实验的结论整理到一起后归纳总结得出的。
十、积累法
积累法是指在测量微小量的时候,常常将微小的量, 积累成一个比较大的量。如测量铜丝的直径先把细铜丝在铅笔上紧密排绕N圈( N数根据情况确定) , 再用刻度尺测量细铜丝直径长度,然后用线圈直径的总长度再除以N, 这样测量结果更接近真实值。相似的实验还有：测一个大头针、一邮票的质量；测量一纸的厚度；测量出心跳一下的时间。
在测量微小量的时候，我们常常将微小的量积累成一个比较大的量、比如在测量一纸的厚度的时候，我们先测量100纸的厚度在将结果除以100，这样使测量的结果更接近真实的值就是采取的累积法。
要测量出一邮票的质量、测量出心跳一下的时间，测量出导线的直径，均可用累积法来完成。
值得注意的是，研究某些物理知识或物理规律，往往要同时用到几种研究方法。如在研究电阻的大小与哪些因素有关时，我们同时用到了观察法（观察电流表的示数）、转换法（把电阻的大小转换成电流的大小、通过研究电流的大小来得到电阻的大小）、归纳法（将分别得出的电阻与材料、长度、横截面积、温度有关的信息归纳在一起）、和控制变量法（在研究电阻与长度有关时控制了材料、横截面积）等方法。
第二部分仪器使用
一、力学
在实验室里，测量长度的基本工具是__________，比它更精密的常用测量工具是________和________；测量时间的基本工具是________；测量质量的基本工具是________；测量力的基本工具是________。（一）刻度尺（参阅八上）
1、认识刻度尺
右图中，刻度尺的量程为________、分度值为________。
2、刻度尺的使用
刻度尺的使用要领是“五会”。即：
会认：即正确认识刻度尺的__________、__________、__________；
会放：应使刻度尺的________线或某条（整数）刻度线与被测物体的一条边对齐，把刻度尺的________尽可能与被测物体________，不能歪斜；
会看：读数时，视线应________刻度尺；
会读：除读出最小刻度以上各位数字外，还应____________________________；
会记：记录的测量数据，包括________值、________值和________（没有单位的数值是毫无意义的）。3、长度测量的特殊方法
（1）化曲为直：将弯曲的轨迹变成直线来测量。如：测量地图上的铁道线长度，可用棉线与它重合，再拉直测量；测薄圆铁片周长，可使铁片顺直线滚一圈再测量起、终点长度。
（2）以多测少或以少测多。如：测一纸的厚度可测n 纸的厚度再除以n ；测细铜丝直径可测出密绕后n 匝
的长度再除以n ；测楼房高度可测每一级楼梯的高度再乘以相应楼层的级数。这种方法适用于完全相同的测量对象，以多测少可提高测量的准确度，以少测多相当于扩大了量程。
（3）利用工具平移。如图所示是测圆锥高度和圆柱直径所用的一种方法。
（4）替代法。用可以直接测量的长度来替代不能直接测量的长度。如测圆柱直径可先测出周长，再根据周
长与直径的关系算出直径。
（二）秒表（参阅八上）
（三）托盘天平（参阅八下）
天平是测量质量的基本工具，天平的本质是一支____________。
在实验室里，常用的测量质量的工具是托盘天平，在测量精度的要求更高时，则使用物理天平；在生活中，常见的测量质量的工具有________、________、________和杆秤。
1、认识托盘天平
请在下图中写出托盘天平各部分的名称。其中，砝码盒中砝码的总质量为
________；游码标尺的最大刻度为________，分度值为________。
2、天平的使用
（1）____________调节。即把托盘天平放在________的桌面上。
注：若是物理天平等更精密的天平，在其底盘上还有调节装置，要调节天平
的底盘至严格的水平。
（2）____________调节。首先要把________移到________处；再调节
________，使指针指在标尺的________处。
注：a ）调节平衡螺母时，“哪边高，往哪边调”；
b ）调节过程中，当指针在中央红线两边摆的幅度相等时，即为天平平衡；
c ）已经调好的天平，在移动位置后再使用时，应再次调节。 （3）称量。 A 、应估计被测物体的质量，不能测量超过规定的质量（m 物≤“称量”）
B 、应把物体放在天平的____盘，砝码放在____盘；液体、粉末和有腐蚀性的 化学药品，不能直接放入托盘
C 、应根据估计，____________（由大到小/由小到大/随意）地向右盘中加入砝
码，夹取砝码必须用_______，不能用手直接拿；最后移动游码，直到天平平衡。
注：当往右盘中加入最小的砝码则右盘下沉、而拿掉最小的砝码时左盘要下沉时，应移动游码。
（4）读数。用一个公式表示：m 左=m 右+m 游码示数
注：1）天平在保管过程中往往在其两边的托盘下衬有“橡胶垫圈”，使用时应注意拿下；2）使用完毕，应注意收拾仪器。 （四）量筒和量杯（参阅八下） 量筒和量杯是实验室里常用的测体积的工具，通常用______作单位。 “ml ”即“cm 3”，故1mLl=____ cm 3=____L=____ m 3。 1、认识量筒和量杯 下图中，量筒的测量围是__________，分度值为________。与量筒相比，量杯由 于口大底小，因而其刻度特点是上____下____。 2、量筒的使用 （1）量筒可以直接测量____体的体积，或者间接地测量____体的体积。 （2）读数时，要把量筒放在______的桌面上，视线要与量筒________——若是凹液面，应以凹液面的
________为
准；若是凸液面，应以凸液面的________为准。
3、体积测量的特殊方法
（1）对于不能下沉的物体，常用以下方法测量其体积
a ）顶针法。即用一根细针（细钢丝）将其按入水中。
5g 20g 20g 5g 100g 10g