物理實驗中什麼是平衡法

3. 試驗主要有哪些研究方法

一、控制變數法 指在物理實驗中往往存在著多種變化的因素,為了研究它們之間的關系可以先控制一些量不變,依次研究某一個因素的影響。是在初中物理實驗中用的最多的研究方法,如研究影響蒸發快慢的因素實驗;探究電流與電壓、電阻關系的實驗;探究電阻與那些因素有關的實驗?;探究動能、重力勢能與那些因素有關的實驗; 最典型的例子是高中《驗證牛頓第二運動定律》的實驗,我們研究的方法是:先保持物體的質量一定,研究加速度與力的關系,再保持力不變研究加速度與質量的關系,最後綜合得出物體的加速度與它受到的合外力及物體質量之間的關系。 二、累積法 將微小量累積後測量求平均的方法,能減小相對誤差。實驗中也經常涉及這一方法。例如,測一張紙的厚度可測100張紙的厚度再求一張紙的厚度;在《用單擺測定重力加速度》實驗中,需要測定單擺周期,用秒錶測一次全振動的時間誤差很大,於是採用測量30-50次全振動的時間T,從而求出單擺的周期T=t/n(n為全振動次數)。又如在《測定金屬電阻率》的實驗中,若沒有螺旋測微器時,也可把金屬在鉛筆上密繞若干圈,由線圈總長度來測出金屬絲的直徑。 三、轉換法 某些物理量不容易直接測量,或某些現象直接顯示有困難,可以採取把所要觀測的變數轉換成其它變數(力、熱、聲、光、電等物理量)的相互轉換進行間接觀察和測量,這就是轉換法,如磁鐵的磁性強弱可以通過吸引大頭針的多少來見接顯示;風力的大小可以通過樹的彎曲成程度來觀察;又如卡文迪許《利用扭秤裝置測定萬有引力恆量實驗》為例:其基本的思維方法便是等效轉換。卡文迪許扭秤發生扭轉後,引力對T 形架的扭轉力矩與石英絲由於彈性形變產主的扭轉力矩這就是等效轉換,間接地達到了無法達到的目的。本實驗中轉換法還應用於石英絲扭轉角度的測量上,這個角度不是直接測出的,而是利用平面鏡反射光在刻度尺上移動的距離間接測出的。 轉換法是一種較高層次的思維方法。是對事物本質深刻認識的基礎上才產生的一種飛躍。如變曲為直實際上就是該方法的應用。理想化法:影響物理現象的因素往往復雜多變,實驗中常可採用忽略某些次要因素或假設一些理想條件的辦法,以突出現象的本質因素,便於深入研究,從而取得實際情況下合理的近似結果(通俗他說就是抓大放小)。例如在《用單擺測定重力加速度》的實驗中,假設懸線不可伸長,懸點的摩擦和小球在擺動過程的空氣阻力不計;在電學實驗中把電壓表變成內阻是無窮大的理想電壓表,電流表變成內阻等於0的理想電流表等等實際都採用了理想化法。 四、放大法 在現象、變化、待測物理量十分微小的情況下,往往採用放大法。根據實驗的性質和放大對象的不同,放大所使用的物理方法也各異。例如,在《測定金屬電阻率》實驗中所便用的螺旋測微器,主尺上前進(或後退)0.5毫米,對應副尺上有5n個等分,實際上是對長度的機械放大;許多電表如電流表、電壓表是利用一根較長的指針把通電後線圈的偏轉角顯示出來。又比如在《卡文迪許扭實驗》,其測定萬有引力恆量的思路最後轉移到光點的移動(跟「庫侖靜電力扭枰實驗一樣),都是將微小形變放大方法的具體應用。 五、平衡法 物理學中常常利用一個量的作用與另一個(或幾個)量的作用相同、相當或相反來設計實驗,製作儀器,進行測量。例如測量中的基本工具彈簧秤的設計是利用了力的平衡,天平的設計是根據力矩的平衡;溫度計是利用了熱的平衡。 六、留跡法 有些物理現象瞬間即逝,如運動物體所處的位置,軌跡或圖像等,設法記錄下來,以便從容地測量、比較和研究。例如:在《測定勻變速直線運動的加速度》、《驗證牛頓第二運動定律》、《驗證機械能守恆定律》等實驗中,就是通過紙帶上打出的點記錄下小車(或重物)在不同時刻的位置,(位移)及所對應的時刻,從而可從容計算小車在各個位置或時刻的速度並求出加速度;對於簡諧運動,則是通過擺動的漏斗漏出的細沙落在勻速拉動的硬紙板上而記錄下各個時刻擺的位置,從而很方便地研究簡諧運動的圖像;又如利用閃光照相記錄自由落體運動的軌跡等實際。都採用了留跡法。 七、模擬法 有時受客觀條件限制,不能對某些物理現象送行直接實驗和測量,於是就人為地創造一定的模擬條件,在這樣模擬的條件下進行實驗。例如在《電場中等勢線的描繪》實驗中,因為對靜電場直接測量很困難,故採用易測量的電流場來模擬。又如在確定磁場中磁感線的分布,因為磁感線實際不存在。我們就用鐵屑的分布來模擬磁感線的存在。 此外在中學物理實驗中還有比較法、替代法、補償法等。物理作為一門建立在實驗基礎之上的學科,由於中考和高考內容日趨拓寬,知識交叉部分(特別實行理綜考試)越來越多,能力要求也就更加突出。所以迫切需要摒棄「實驗無關緊要」、「講比做好」等錯誤觀念,認真領悟實驗中的研究方法,只有這樣,才能切實抓好實驗教學工作,另外對學生整體物理水平的提高有極大的幫助。所以,我們在平時的教學中一定要重視物理實驗的研究方法,加強對學生的引導,使他們真正領會物理實驗方法的精髓,從而促進物理的學習,在中考和高考物理實驗中取得不錯的成績。
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4. 平衡實驗原理

平衡實驗與非平衡實驗一般用在物理課上，通過實驗讓學生比較直觀的了解物體在力的作用下不同的運動狀態。如果物體做勻速運動或者靜止狀態則是平衡，如果做變速運動則是受力不平衡。

下面的實驗是網上復制來的，可以看看。
二力平衡實驗改進策略

首先，利用3根木條，兩個緊固螺栓及兩個簡易彈簧秤自製如圖4實驗器具，則可以較好地解決上述問題。物體在兩個拉力作用下處於靜止狀態，見圖5。在學生明確彈簧秤的使用原理情況下，可以非常直觀而具體地表示出物體(小車)在兩個大小相等而方向相反的力的作用下處於平衡狀態(靜止或勻速運動)的情況。至於圖6所示，是物體在兩個不在同一條直線上的非平衡力作用下失穩而旋轉的情形的演示，從實驗可以看出，雖然兩側的力始終保持相等(力的大小在改變)，但當這二個力不在一條直線上時，物體就會旋轉無法保持平衡穩定狀態，直到物體旋轉到這二個力處於一條直線上時，物體才能靜止穩定下來。整個實驗過程一直在直觀、動態地向學生展示物體處於平衡、穩定狀態所需要的條件。

其次，物體在平衡力作用下的運動，教材以及教學參考書[如圖1-3]所提及的實驗裝置及其方法，或許是受「力是物體圖7對物體的作用」的影響，形成一種思維定勢，認為物理過程的再現應該是自然狀態下進行的，人為參與會影響實驗的結果，從而使簡單的物理過程復雜化。實際上，教學過程中，可以先直接用手持兩只彈簧秤兩邊拉，使水平桌面上的小車在桌面上做緩慢運動，作為先導性演示，說明手的拉力通過彈簧秤顯示，以便幫助學生克服在使用裝置進行演示時，內心可能存在的疑問：如除了彈簧秤的拉力外，人的手對小車是不是還有作用力的影響等。

最後再用圖4的自製裝置進一步(如圖7)演示，不僅可以非常直觀地表現出勻速直線運動的過程中，拉力的大小情況，而且，還可以通過控制小車由靜止到運動、再由運動到靜止來演示加速以及減速運動的情形下，兩個拉力的不平衡的狀況。

5. 物理化學中何為平衡濃度法

化學方法是通過化學分析法測定反應達到平衡時各物質的濃度。但必須防止因測定過程中加入化學試劑而干擾了化學平衡。因此，在進行化學分析之前必須使化學平衡「凍結」在原來平衡的狀態。通常採用的方法是採取驟冷、稀釋或加入阻化劑使反應停止，然後進行分析。例如，要測定反應2H2+O22H2O在2 000 ℃達到平衡時的平衡常數，可以將一定量的水置於耐高溫的合金管中加熱，在2 000 ℃時保持一段時間，使之達到化學平衡。然後，將管子驟然冷卻，再分析其中H2O、H2、O2的含量，便可計算出在2 000 ℃時這個反應的平衡常數。

6. 平衡法是什麼

平衡法，就是對於不考慮零序分量，且沒有諧波分量時的一種中性電流簡潔計算方法。如：L1:50A
L2:60A
L3:60A
則中線電流用平衡法：去掉每共有的50A，原理是矢量圖法，變成：
L2:10A
L3:10A
實際 In=10A。與L1矢量角度相同，方向相反。
因：Ia+Ib+Ic=0（三相平衡時）
故：Ia+Ib=-Ic