物理教法>控制变量
控制变量根据研究目的、运用一定手段(实验仪器、设备等)主动干预或控制自然事物、自然现象发展的过程
,在特定的观察条件下探索客观规律的一种研究方法。
自然界发生的各种现象往往是错综复杂的,并且被研究对象往往不是孤立的,总是处于与其他事物和
现象的相互联系之中,因此影响研究对象的因素在许多情况下并不是单一的,而是多种因素相互交错、共
同起作用的。要想精确地把握研究对象的各种特性,弄清事物变化的原因和规律,单靠自然条件下整体观
察研究对象是远远不够的,还必须对研究对象施加人为的影响,造成特定的便于观察的条件,这就是控制
变量的方法。
例如在研究气体的温度、体积、压强这3个状态变量之间的关系时,必须设法把决定气体状态的一个
量或两个量用人为的方法控制起来,使它保持不变,然后来比较、研究其他两个变量之间的关系。在进行
观察时,首先把研究对象限定为一定质量的气体,然后研究在温度恒定的条件下,它的体积跟压强的关系
,得出了玻意耳定律。如果使一定质量气体的体积(或压强)保持不变,研究它的压强跟温度的关系(或
体积跟温度的关系),便得出了查理定律了(或盖·吕萨克定律)。这三个定律都是用控制变量的
方法得出的描述一定质量的气体的状态量之间的关系的实验定律,为建立理想气体模型、推导理想气体状
态方程提供了可靠的实验依据。
在研究物体的加速度跟所受的外力和物体质量的关系时,也采用了控制变量的方法。如先研究物体质
量不变时,在大小不同的外力作用下,物体的加速度跟外力的关系;再研究在相同大小的外力作用下,物
体的加速度跟质量的关系。这就是著名的牛顿第二定律。
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