初中物理实验常用的设计方法

物理实验设计的关键，是如何通过设计达到良好的观察效果。为此， 目前初中物理实验常用以下几种方法。
　　1．转换法
　　物理实验中常常遇到一些实验效果不易观察或者观察不明显的情况。为此常借助于力、热、电、光、机械等方法之间的相互转换，实现 可观察、容易观察或观察效果明显的目的。转换的过程主要是依据等效 的思想，也就是从效果相当的角度进行实验。
　　例如，①弹簧秤、握力计、牵引测力计等是把力的大小转换为弹簧 的伸长量或者指针的偏转角度。②速度计是把需要测定多个量（路程、 时间）方能确定的速度，转换成为直接读数即可得的量。③微小压强计 是把压强的变化转换为连通器中两边液面差的变化。④水受热后的对流 不易观察，但是借助于高锰酸钾溶液的流动可以清楚地表示热传递的情 况。⑤电流表测电流、电压表测电压以及固体的受热膨胀等都是转换为 指针的偏转来进行观察。
　　2．对比法
　　人们认识事物，区别事物主要是掌握它们的特点，而它们的特点主 要是通过对比来研究。通过对比达到辨异求同或者同中寻异，从而打开 思路，获得解决问题的方法。比较的方法广泛地应用在物理实验中。
　　例如，①研究物体的浮沉条件时，用重量相同的铅盒与铅团作比较。②斜面省力实验中，是把不同倾角的斜面对比，斜面与竖直面对比。③ 两种不同的金属片铆在一起做成双金属片进行受热对比。④用黑白颜色 截然不同的两种物体表面来对比研究物体吸热本领的不同。⑤通电导体 周围磁针偏转与磁铁周围磁针的偏转作对比。⑥导体、绝缘体导电特性 的对比。⑦同性与异性磁极间磁力线的对比。⑧研究密度、比热、电阻 等表征物质特性的量的实验，采取对比更是有效的方法。⑨还有时要进 行两种实验方法的对比，例如，测温度时的估测法与用温度计的实际测 量法的对比；用伏安法测电阻时的接法与外接误差大小的对比等等。
　　3．平衡法
　　平衡实质就是矛盾双方的平衡。是对立倾向的平衡。分析平衡就是 分析矛盾的双方在一个平衡系统中总存在偏离平衡的因素，平衡就是这 种偏离平衡的因素的抵消效应。当矛盾双方平衡时，从物理学角度讲总 对应一个平衡方程式，最简单的情况是方程的一侧为已知量，另一侧为 未知量。据此，可用于指导实验的设计。
　　例如，①应用等臂天平测质量，实质就是欲测质量的物体与砝码这 两个使天平失去平衡的因素相互抵消，重新使天平达到力矩平衡的过 程，从而可知物体的质量等于砝码的质量。②用托里拆利实验测大气压 强，是根据管中一定高度的液柱所产生的压强等于大气压强。③用弹簧 秤测力时是根据二力平衡的原理，外力的大小与弹簧的弹力相等。④测电流、电压以及研究液体的压强与深度的关系，连通器的演示，物体的 浮沉实验、阿基米德定律实验、比重计、杠杆的平衡条件、定滑轮、伽 利略温度计、测比热等实验也都渗透着平衡的思想。
　　4．放大法
　　利用扩音机、幻灯机等设备把微小的声音或图象信息进行放大，这是大家都熟悉的方法。 初中物理实验中对微小量的测量也常常采用间接的、广义上讲的“放大法”来解决。例如，①游标卡尺就是在这种思想支配下的产物*。②借 助于细管中液体的移动或者连通器细管中液面的高度差，实现“小中见 大”，例如微小压强计测压强的实验、气体与液体受热膨胀的实验、伽 利略气体温度计实验、物体吸热本领不同的实验、焦耳定律实验等都应 用了这种“放大法”。