初中物理实验的常用测量方法

初中物理实验中常用的测量方法有比较法、增减法、精细法、主次法、替代法、平衡法等。

（一）比较法

比较法测量是测量中的基本方法，指在对物理量进行测量时，与标准值进行比较，然后得出被测量物理量的值。

用刻度尺测物体的长度，是将待测物体长度与已知标准长度进行比较。用天平测物体的质量，是将待测物体与已知标准质量的物体（砝码）进行比较，可将标准质量的物体设计成不同规格（砝码），根据实际需要选用砝码或游标，直到比较成功（天平水平平衡）。水银气压计测量气体压强，也是用的比较法：在水银气压计中有一段水银将被测气体与真空隔开，测量时实际是将被测气体与一段水银柱产生的压强进行比较，U形管中水银高度差所产生的压强与被测气体产生的压强相等。用比较法还可以测量灯泡的发光强度，从而比较灯泡的额定功率大小。

（二）增减法

有些物理量，数值较大，超过了测量工具的量程或分度值，不能或不便于直接测量，这时可将这个物理量进行增减，然后再进行测量。

测量高压输电线上电流或电压时，由于电流或电压较大，电力工人用电流互感器或电压互感器，将电流或电压按一定的比例减小到一个较小的值来测量。测量旗杆的高度，可在地面直立一根已知长度的标准杆，分别测量标准杆和旗杆影子的长度，再用几何学中的比例关系，求出旗杆的高度。称量范围较小的杆秤，加上杠杆即可增大称量范围。同种规格的器材，要测量其中的一个物理量，可将它们组合起来测量物理量的总和，再计算出要测量的物理量。如测量同规格的小零件的质量，可数出100个或更多个同种零件，测出它们的总质量，再除以总的数目，就可以得到单个零件的质量。测量细金属丝的直径，可将细金属丝密绕在一个柱体上，测量多匝细金属丝的长度，再除以匝数，可得细金属丝的直径。这种方法实际上是将一次测量误差分摊到若干次中。

（三）精细法

通过改进测量工具，或改变测量工具的量程，就可以提高测量的精度。如测量液体的体积，可用横截面积较小的量筒，以提高测量精确程度。用多用电表测电阻时，选择适当倍率挡位，如果指针偏角较大，则改选较小倍率挡位；反之，则改选较大倍率挡位。用电流表或电压表进行测量时，也应选择合适的量程，原则上指针所指角度要超过满量程的三分之一。

（四）主次法

一些物理量要求有较高的测量精度，而测量的范围又比较大，仅仅用一个量程的测量工具时，所带来的误差不能符合测量的要求。所以可将测量工具设计成主尺和副尺进行。如游标卡尺，主刻度上读出整毫米数，在可动刻度上读出毫米数的十分位或百分位。螺旋测微器，有主刻度与可动刻度，主刻度上读出整（半）毫米数，在可动刻度上读出毫米数的百分位，估读千分位。天平有砝码和游码，测量时，先读出砝码的总质量，再读出游标上的读数。停表有分钟盘和秒钟盘，秒针转动计时积累到一定量（30秒或60秒）时，再在分钟盘上显示。以上测量结果均为主尺和副尺上的读数之和。主次法的思路主要是将物理量的测量分为两个部分，即较大量与零头量，在同一测量工具中同时进行测量。(www.xing528.com)

（五）替代法

图2-2-1

图2-2-2

一个物理量不易测量，或测量时受器材的限制，利用替代法可测量出该物理量。曹冲称象是利用若干小的石头替代一头大象，成功地测出了大象的质量。在电阻测量中可用标准电阻（箱）替代待测电阻，让通过待测电阻的电流（或电压）和通过电阻箱的电流（或电压）相等。电路如图2-2-1，将单刀双掷开关调到a，闭合S调节R，使电流表读数为I0，保持R不动，将单刀双掷开关打到b，调节R0使电流表读数仍为I0，则电阻箱的读数就是待测电阻的数值。电路如图2-2-2，将单刀双掷开关调到a，闭合S调节R，使电压表读数为U0，保持R不动，将单刀双掷开关打到b，调节R0使电压表读数仍为U0，则电阻箱的读数就是待测电阻的数值。

在平面镜成像实验中，玻璃板后蜡烛的摆放和大小也是通过视觉效果相同进行的。利用替代法要注意使测量对象与标称对象在实验中处于同等的位置。

（六）平衡法

在一些物理情境中，处于某种平衡状态时，就有两个物理量相等或成一定比例，实验中先调节到这种平衡状态，再测量出这个相等的量。

天平是一个等臂杠杆，当左右两个托盘上所放物体质量相等时，天平就会处于水平平衡，于是我们在其中右托盘上放上砝码，天平平衡时，左盘上物体的质量就等于右盘上砝码的质量。测量物质的比热容时，将待测物与一已知比热容的物体充分接触，达到热平衡时，高温物体放出的热量与低温物体吸收的热量相等，只要测量两个物体温度的升降、两个物体的质量，就可以用热平衡定律求出待测物体的比热容。

对物理量测量方法的研究，可以审视我们在初中阶段所做过的实验，从中受到启发。希望这些总结与归纳能为我们初中阶段进行实验设计、改善实验方法、提高实验效率、减小实验误差等提供参考。