摘 要：新一轮课程改革的主要目标之一是“加强对学生的实验与探究能力培养”；高考改革的主攻方向也是加大实验与探究能力的考查力度，以此拉动课程改革和课堂教学改革。目前学生学习物理最头疼的是不会操作实验，不会探究问题； 如何培养学生的实验与探究能力。根深而枝叶繁，练好基本功，是学好高中物理探究实验的秘诀，因此本文将对高中物理实验常用基础知识进行总结。
关键词：高中物理；探究实验；基础知识
一 正文
（一）常用实验原理的设计方法
1．控制变量法
比如，在研究的三个物理量（A、B、C）之间的关系时，控制其中一个量（如 A）保持不变，研究另外两个量（B 和 C）之间的关系；再如，控制其中一个量（如 B）保持不变，研究另外两个量（A和C）之间的关系；在“验证牛顿第二定律的实验”中，加速度、力和质量的关系的控制。
2．理想化方法
此方法为抓住主要问题，忽略次要因素的一种研究方法。
3．等效替代法
某些量不易测量，可以用较易测量的量替代，从而简化实验。在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中，两球碰撞后的速度不易直接测量，在将整个平抛时间定为时间单位后，速度的测量就转化为对水平位移的测量了。
4．留迹法
像平抛物体运动的轨迹、小球落地的位置、小车运动的位移等，采用复写纸、喷墨水、打点等方法，就能较准确地记录它们的位置。
5．微小量放大法
微小量不易测量，勉强测量误差也较大，实验时常采用各种方法加以放大。桌面的微小形变的测量；卡文迪许测定万有引力恒量，采用光路放大了金属丝的微小扭转等。
（二）常见实验数据的收集方法
1．利用测量工具直接测量基本物理量
2．常见间接测量的物理量及其测量方法
有些物理量不能由测量仪器直接测量，这时，可利用待测量和可直接测量的物理量之间的关系，将待测物理量的测量转化为基本物理量的测量。
（三）常用实验误差的控制方法
为了减小由于实验数据而引起的偶然误差，常需要采用以下方法控制实验误差。
1．多次测量求平均值
这是所有实验必须采取的办法，也是做实验应具有的基本思想。
2．积累法
一些小量直接测量误差较大，可以累积起来测量，以减小误差。“用单摆测定重力加速度”的实验中，为了减小周期的测量误差，不是测量完成一次全振动的时间，而是测量完成30～50次全振动的时间。
（四）常用实验数据的处理方法
当完成实验操作后，面对得到的实验数据，如何来处理这些实验数据呢？现和大家一起来了解实验数据常用的六种处理方法。
1．比较法
物理的某些实验，只须通过定性地确定物理量间的关系，或将实验结果与标准值相比较，就可得出实验结论的，则可应用直接比较法。如初中“验证阿基米德原理”实验中，就是直接比较：用弹簧测力计测出的物体所受浮力的大小与排开液体所受重力的大小，从而得出结论的。又如，“验证平行四边形定则”实验中，可直接比较实验中测出的合力和根据实验作出的平行四边形的对角线，比较两矢量的大小和方向，可确定是否达到了验证平行四边定则的目的。
2．平均法
取算术平均值是减少偶然误差常用的数据处理方法，平均法的基本原理是：在多次测量中，由偶然因素引起的正、负偏差出现的机会相等，故将多次的测量值相加时，所有偏差的代数和为零。即把待测物理量的若干次测量值相加后除以测量次数。如“测量物体的长度”实验。必须注意，求取平均值时应该按原来测量仪器的准确度决定保留的位数。
3．逐差法
当两个变量之间存在线性关系，且自变量为等差级数变化的情况下，用逐差法处理数据，既能充分利用实验数据，又具有减小误差的效果。具体做法是将测量得到的偶数组数据分成前后两组，将对应项分别相减，然后再求平均值。这样全部测量数据都用上，保持了多次测量的优点，减少了随机误差。逐差法计算简便，特别是在检查具有线性关系的数据时，可随时“逐差验证”，及时发现数据规律或错误数据。
4．描迹法
描迹法可形象直观地反映实验结果，如在研究物体某些运动形式实验中，用描述法直接描绘物体运动的轨迹。应用描述法时应注意：
（1）所描出的曲线或直线应是平滑的，不应有突然的转折。
（2）个别点若偏离所描出的曲线太远，可认为是某种偶然因素所致，一般可将这样的点舍去。
（3）为能较为精确地描述所记录的曲线，实验所记录的点的总数不能太少，且应在所描范围大致均匀分布。
如“研究平抛运动”的实验就是典型的利用描迹法完成轨迹分析的实验。
5．列表法
把被测物理量分类列表表示出来，须说明记录表的要求与主要内容。列表法有制表方便，形式紧凑，数据易于比较等优点，列表法还常常是图像法的基础。
列表法应注意：
（1）写明表的标题或加上必要的说明。
（2）必须交代清楚表中各符号所表示的物理量的意义，并写明单位。
（3）表中的数据要正确反映测量结果的有效数字。
（4）自变量应按逐渐增加或减小的顺序排列。
6．图像法
建立合理的坐标系，将实验数据作为坐标点在坐标系中表示出来。寻找坐标点之间的规律，作图处理数据的优点是直观，明显。由图像的斜率、截距、包围的面积，外推可以研究物理量之间的规律。
作图像时应注意以下几个方面：
（1）坐标轴代表的物理量要合理，这样便于找出规律，一般多选用直线作为图线，因为直线明了直观，而曲线的规律不易判定。在物理实验中，常取x或1/x为自变量，以使所作出的函数图像为直线，从而可直观地得出变量间的关系。如“验证牛顿运动定律”的实验中，分析 a-m 关系时，一般分析 a-1/m。
（2）坐标系建立要规范，坐标轴上要标明物理量，对应单位，注意正确选取横轴和纵轴的标度，横坐标和纵坐标的比例以及坐标起点，使所作出的图像大致布满整个图纸。
（3）选点要恰当，作图要规范，直线至少取5点，曲线取10～15点，且在曲线弯曲处取点密集一些；对直线作图，应使直线通过尽可能多的点，不通过的点应均匀分布在直线两侧：对曲线作图要平滑，不能作成折线，对于有些特殊异性的点可以分析取舍。
注意：在高中物理实验中，除了几个较特殊的实验之外，大部分用图像分析的问题都应该作出直线，即设法使图像线性化，“化曲为直”，来分析物理相应的规律。
（4）根据图像分析图线的斜率、截距等物理意义，计算斜率时应选取直线上相距较远的两点，而不一定要选取原来的数据点，这样便于取得更精确的平均值。
以上介绍了六种对实验数据处理的常用方法，在实际运用时，要根据具体情况，灵活地选择恰当的方法来处理实验数据。
二 结语
想要学好高中物理实验，在实验考试中得到优异的成绩，除了必要的练习之外，还要学会掌握实验题的处理方法，这样才能达到事半功倍的效果。