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替代思維法
設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)時(shí),將直接無(wú)法測(cè)量或不太容易測(cè)量的物理量、直接無(wú)法觀測(cè)的物理現(xiàn)象,通過(guò)變通替代的方法間接進(jìn)行測(cè)量或觀測(cè)而達(dá)到完全相同的效果。這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思維方法稱為替代思維方法。
1.物理量之間的替代:如研究單擺的運(yùn)動(dòng)圖像時(shí),用紙板的位移替代時(shí)間,簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)測(cè)量。
2.物理現(xiàn)象之間的替代:如初中的熱脹冷縮實(shí)驗(yàn),利用雙金屬片熱脹冷縮的彎曲來(lái)接通電路,讓燈的明暗來(lái)反映雙金屬片的彎曲。
3.物理過(guò)程之間的替代:如研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,用水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)與豎直方向的勻變速直線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)過(guò)程替代平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程,將曲線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)研究。
4.物理儀器之間的替代:如測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中不提供電壓表,而利用電阻箱和電流表完成實(shí)驗(yàn)。
近似思維法
設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)時(shí),為了簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)測(cè)量,突出實(shí)驗(yàn)的物理意義,對(duì)一些中學(xué)階段精度要求不太高的試驗(yàn),在其實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)上采取近似的處理,這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思維方法稱為近似思維法。
1.對(duì)象近似:如在氣體實(shí)驗(yàn)中,將常溫常壓下的實(shí)際氣體近似看作理想氣體;在用單擺測(cè)重力加速度實(shí)驗(yàn)中,將“細(xì)線與小球”近似看作單擺。
2.過(guò)程近似:如單擺實(shí)驗(yàn)中,只有在擺角小于5度時(shí),擺球的運(yùn)動(dòng)近似地看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
3.結(jié)果近似:如用伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)中,將電流表、電壓表近似地看作理想儀表。為了提高精度,要求將實(shí)驗(yàn)條件控制在一定的范圍內(nèi)。如電表合適的量程于合適的電路連接方式。
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