“多次测量”为哪般

刘学山

实验是学习物理的重要方法，在实验过程中，我们往往要将某个物理量进行多次测量。现就初中物理所涉及的“多次测量”的目的简要归纳如下。

一、多次测量取平均值，减小误差

例1（2020·江苏·宿迁）小红利用如图1所示装置探究“电流与电压的关系”，请你根据表1中数据，帮小红算一算，电路中所用电阻R的阻值为   Ω。（结果保留一位小数）

解析：由欧姆定律，第1次测量的电阻：R1=U1/I1 =1.0 V/0.10 A=10 Ω，同理，第2、3次电阻大小分别为10 Ω和9.4 Ω，为减小误差，取平均值R=（10 Ω + 10 Ω + 9.4 Ω） ÷ 3=9.8 Ω。

点评：物理实验中，误差是不可避免的，要采取多次测量取平均值的方法来减小误差。

二、多次测量寻找普遍规律，避免偶然性

例2（2020·江苏·扬州）如图2，在“探究串联电路电压的特点”实验中，某实验小组分别测量了串联电路两端的总电压U和灯泡L1、L2两端的电压U1、U2，数据如表2：

该实验还有待改进，请写出其中一点：                                     。

解析：更換不同规格的小灯泡再进行多次实验。

点评：由一次实验数据得到的结论往往不够准确、全面，需要在不同条件下多次进行实验，从而得出普遍性结论。

三、多次测量综合分析，比较在不同条件下的变化规律

例3（2020·湖北·武汉）如图3，在探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验中，某同学所用器材如图甲所示，其中长木板B的表面比A的表面更粗糙，物块各表面的粗糙程度均相同，它的长、宽和高分别是10 cm、8 cm和6 cm。

将物块放在水平放置的长木板上，再把砝码放在物块上，用弹簧测力计水平拉动物块，沿长木板做匀速直线运动，实验记录如表3：

由1、2两次实验可知：压力相同时，物块与长木板的接触面越粗糙，物块受到的滑动摩擦力      （填“越小”或“越大”），由2、3两次实验可知：增加物块上砝码的质量，从而增大           （填“砝码对物块”“砝码对长木板”或“物块对长木板”）的压力，这样就可以探究接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小跟压力的关系。

解析：由实验1、2分析可知：当压力相同时，物块与长木板接触面越粗糙，物块受到的滑动摩擦力越大;由实验2、3数据可知，增加物块上砝码的质量，实际上是增大了物块对长木板的压力。

例4（2020·湖北·襄阳）小强在“测量小灯泡的电功率”的实验中，所用电源为两节干电池，小灯泡上标有“2.5 V”字样。请完成下列问题：

（1）由表格中的数据可知，小灯泡的额定功率为 W，且小灯泡的亮度是由它的_______决定的;

（2）通过分析本次实验的数据和现象还会有一个新的发现，即                     。

解析：（1）由表格数据可知，电压为2.5 V的电流为0.32 A，小灯泡额定功率为0.8 W，同理，第2、4次小灯泡的实际功率为0.6 W、0.98 W，可知小灯泡的亮度是由它的实际功率决定的。

（2）第1次实验小灯泡电阻为：R1 = U1/I1 = 0.5 V/0.18 A = 2.8 Ω，同理第2、3、4次的电阻分别为6.7 Ω，7.8 Ω，8 Ω;可知小灯泡功率越大，灯丝温度越高，即灯丝的电阻随温度的升高而变大。

点评：一些物理量在不同条件、不同状态、不同范围内往往表现出不同的变化规律，探究这一类实验时，需要改变上述因素对同一物理量进行多次测量，进而找出该物理量的变化规律。