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【摘 要】作图法是物理实验中处理数据的基本方法。利用作图法可以减小实验中出现的偶然误差，还可以直观形象地发现实验中存在的物理规律。所以，在高中物理实验教学中要加强学生利用作图法处理实验数据的训练。本文探讨了作图法在高中物理实验中的作用，并举例说明了作图法在高中物理实验的应用，最后还对作图法的教学提了一些建议。
【关键词】作图法 高中 物理实验 作用 应用 建议
作图法是物理实验中处理数据的基本方法，利用作图法可以减小实验中出现的偶然误差，还可以通过图像形象直观地发现物理实验中蕴含的规律。所以，在高中物理实验教学中要加强学生利用作图法处理实验数据的训练，让学生熟练掌握这种处理数据的基本方法。
一、作图法在物理实验中的作用
1.便于发现物理规律
客观世界是十分复杂的，认识客观世界的方法是进行物理实验。通过物理实验可以得到大量的实验数据，这些数据背后隐藏着物理基本规律，要找出这些基本规律，就必须对这些数据进行分析研究，直接观察大量的数据肯定是不容易发现物理规律的，最形象直观的方法是将这些实验数据通过图象表示出来，从图象中发现物理规律是非常方便的。作图法通常可以研究两个物理量之间的关系。作图法的过程是先以第一个物理量为纵轴，再以第二个物理量为横轴，然后选取适当的标度，通过描点法将数据标在坐标系中，最后观察图线的规律用平滑的曲线把这些点连接起来。
2.可以减小实验误差
做实验时，常常会由于一些意料之外的原因产生偶然误差，存在偶然误差的数据掺杂在大量的实验数据中，是不容易找出来的。通过求平均值的方法可以减小实验偶然误差，但是有一定的限度。而通过作图法可以轻松地发现偶然误差较大的实验数据，因为偶然误差较大的数据偏离其他数据构成的图线较远。所以作图法可以有效地减小实验中出现的偶然误差。这个方法是比取平均值的方法更好的。
二、作图法在物理实验中的应用
1.作图法在力学实验中的应用
高中物理中有一些力学实验可以使用作图法，比如：探究加速度和力、质量的关系，验证机械能守恒定律，利用单摆测量重力加速度等。下面就以探究加速度和力、质量的关系这个实验来说明作图法在高中物理力学实验中的应用。
探究加速度和力、质量的关系是高中物理中的一个重要实验，这个实验是得到牛顿第二定律的基础。在这个实验中，涉及到三个物理量，即加速度、物体所受合外力、物体的质量。因为存在三个相关的物理量，所以使用控制变量法进行实验。第一步，控制住实验小车的质量不变，研究小车的加速度和小车所受合外力的关系；第二部，控制住实验小车所受合外力不变，研究小车的加速度和小车质量之间的关系。两个实验过程得到了两对相关的数据，研究这两组数据得到关系就是这个实验的最终目的。通过观察这两组数据是很难得到实验规律的，可以通过作加速度和合外力的图象、加速度和质量的图象来研究两个关系。加速度和合外力的图象还是很好作的，以加速度为纵轴，合外力为横轴，作出了是过坐标原点的一条倾斜直线，很自然就知道加速度和合外力之间成正比例关系。加速度和质量的关系为反比例关系，如果从以加速度为纵轴，质量为横轴作出来的图象来判断，无法知道加速度和质量的关系。可以使用变曲为直的思想，以加速度为横轴，质量的倒数为横轴，这样作出来的图线也是过原点的一条倾斜直线。
2.作图法在电学实验中的应用
第一，作图法在高中电学实验中也有很多的应用。比如：伏安法测电阻、测量电源电动势和内阻、描绘小灯泡伏安特性曲线等。下面以测量电源电动势内阻以及描绘小灯泡伏安特性曲线为例说明作图法在电学实验中的应用。
第二，描绘小灯泡的伏安特性曲线是研究通过小灯泡的电流与加在小灯泡两端电压关系的实验，对学生认识欧姆定律、小灯泡的电阻随电压变化的规律有一定的作用。这个实验要求测量出不同电压下通过小灯泡的电流，然后使用描点法将小灯泡的伏安特性曲线作出来。因为小灯泡的电阻是随着温度的升高而变大的，所以作出来的伏安特性曲线是曲线。教师在指导学生时，要求学生先观察所描点的规律，然后连线，连线一定要尊重客观规律。
三、对物理实验作图法教学的建议
1.要求规范作图
坐标轴的建立要符合规范要求，比如要有坐标轴的箭头，标度要统一。描点要清晰准确，定位要准确，点迹不要太大也不要太小。连线时，要先观察各点所成的规律，尊重规律的基础上连线。还要注意让尽可能多的点落在图线上，其余的点要求平均分布在图线两侧。如果是线性关系，要求图线与纵轴有一个交点，因为截距有一定的物理意义。
2.根据实验原理作图
物理实验都是研究一些物理量之间的关系，要根据物理量的关系进行作图。比如研究加速度和质量的关系，因为加速度和质量不成正比例关系，所以要通过适当的数学变形转换成正比例关系，再进行作图。
3.客观对待图线
有些情况会由于系统误差，作出来的图线和预想的不一致，要客观对待这些图线，不能认为是实验错误造成的，应该认真分析实验原理。比如加速度与力的关系图线，后面会逐渐出现偏离理论线的情况，这个是由实验的系统误差引起的，教师应该引导学生分析原因。这样子既可以培养学生实事求是的科学探索精神，又可以让学生学到更多的知识，还可以提高学生的分析能力。
综上所述，作图法在高中物理实验中有重要的应用，教师应该积极引导，加强对学生作图技能的培养。指导学生作图时，一定要严格规范，尊重实验规律。
参考文献
[1]周正龙.图像法在物理实验中的应用[J].实验教学与仪器，2004（8）；
[2]李春保，牛晓平.谈作图法在物理实验中的作用[J].濮阳职业技术学院学报，2005（5）.
【关键词】作图法 高中 物理实验 作用 应用 建议
作图法是物理实验中处理数据的基本方法，利用作图法可以减小实验中出现的偶然误差，还可以通过图像形象直观地发现物理实验中蕴含的规律。所以，在高中物理实验教学中要加强学生利用作图法处理实验数据的训练，让学生熟练掌握这种处理数据的基本方法。
一、作图法在物理实验中的作用
1.便于发现物理规律
客观世界是十分复杂的，认识客观世界的方法是进行物理实验。通过物理实验可以得到大量的实验数据，这些数据背后隐藏着物理基本规律，要找出这些基本规律，就必须对这些数据进行分析研究，直接观察大量的数据肯定是不容易发现物理规律的，最形象直观的方法是将这些实验数据通过图象表示出来，从图象中发现物理规律是非常方便的。作图法通常可以研究两个物理量之间的关系。作图法的过程是先以第一个物理量为纵轴，再以第二个物理量为横轴，然后选取适当的标度，通过描点法将数据标在坐标系中，最后观察图线的规律用平滑的曲线把这些点连接起来。
2.可以减小实验误差
做实验时，常常会由于一些意料之外的原因产生偶然误差，存在偶然误差的数据掺杂在大量的实验数据中，是不容易找出来的。通过求平均值的方法可以减小实验偶然误差，但是有一定的限度。而通过作图法可以轻松地发现偶然误差较大的实验数据，因为偶然误差较大的数据偏离其他数据构成的图线较远。所以作图法可以有效地减小实验中出现的偶然误差。这个方法是比取平均值的方法更好的。
二、作图法在物理实验中的应用
1.作图法在力学实验中的应用
高中物理中有一些力学实验可以使用作图法，比如：探究加速度和力、质量的关系，验证机械能守恒定律，利用单摆测量重力加速度等。下面就以探究加速度和力、质量的关系这个实验来说明作图法在高中物理力学实验中的应用。
探究加速度和力、质量的关系是高中物理中的一个重要实验，这个实验是得到牛顿第二定律的基础。在这个实验中，涉及到三个物理量，即加速度、物体所受合外力、物体的质量。因为存在三个相关的物理量，所以使用控制变量法进行实验。第一步，控制住实验小车的质量不变，研究小车的加速度和小车所受合外力的关系；第二部，控制住实验小车所受合外力不变，研究小车的加速度和小车质量之间的关系。两个实验过程得到了两对相关的数据，研究这两组数据得到关系就是这个实验的最终目的。通过观察这两组数据是很难得到实验规律的，可以通过作加速度和合外力的图象、加速度和质量的图象来研究两个关系。加速度和合外力的图象还是很好作的，以加速度为纵轴，合外力为横轴，作出了是过坐标原点的一条倾斜直线，很自然就知道加速度和合外力之间成正比例关系。加速度和质量的关系为反比例关系，如果从以加速度为纵轴，质量为横轴作出来的图象来判断，无法知道加速度和质量的关系。可以使用变曲为直的思想，以加速度为横轴，质量的倒数为横轴，这样作出来的图线也是过原点的一条倾斜直线。
2.作图法在电学实验中的应用
第一，作图法在高中电学实验中也有很多的应用。比如：伏安法测电阻、测量电源电动势和内阻、描绘小灯泡伏安特性曲线等。下面以测量电源电动势内阻以及描绘小灯泡伏安特性曲线为例说明作图法在电学实验中的应用。
第二，描绘小灯泡的伏安特性曲线是研究通过小灯泡的电流与加在小灯泡两端电压关系的实验，对学生认识欧姆定律、小灯泡的电阻随电压变化的规律有一定的作用。这个实验要求测量出不同电压下通过小灯泡的电流，然后使用描点法将小灯泡的伏安特性曲线作出来。因为小灯泡的电阻是随着温度的升高而变大的，所以作出来的伏安特性曲线是曲线。教师在指导学生时，要求学生先观察所描点的规律，然后连线，连线一定要尊重客观规律。
三、对物理实验作图法教学的建议
1.要求规范作图
坐标轴的建立要符合规范要求，比如要有坐标轴的箭头，标度要统一。描点要清晰准确，定位要准确，点迹不要太大也不要太小。连线时，要先观察各点所成的规律，尊重规律的基础上连线。还要注意让尽可能多的点落在图线上，其余的点要求平均分布在图线两侧。如果是线性关系，要求图线与纵轴有一个交点，因为截距有一定的物理意义。
2.根据实验原理作图
物理实验都是研究一些物理量之间的关系，要根据物理量的关系进行作图。比如研究加速度和质量的关系，因为加速度和质量不成正比例关系，所以要通过适当的数学变形转换成正比例关系，再进行作图。
3.客观对待图线
有些情况会由于系统误差，作出来的图线和预想的不一致，要客观对待这些图线，不能认为是实验错误造成的，应该认真分析实验原理。比如加速度与力的关系图线，后面会逐渐出现偏离理论线的情况，这个是由实验的系统误差引起的，教师应该引导学生分析原因。这样子既可以培养学生实事求是的科学探索精神，又可以让学生学到更多的知识，还可以提高学生的分析能力。
综上所述，作图法在高中物理实验中有重要的应用，教师应该积极引导，加强对学生作图技能的培养。指导学生作图时，一定要严格规范，尊重实验规律。
参考文献
[1]周正龙.图像法在物理实验中的应用[J].实验教学与仪器，2004（8）；
[2]李春保，牛晓平.谈作图法在物理实验中的作用[J].濮阳职业技术学院学报，2005（5）.