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物理實驗所用的方法,即保持一個或多個量不變,調整另一個或多個量改變,來探究這些量之間的關係。

1 控制變數法 -定義

  要了解控制變數法,首先要了解什麼是變數。數學

  變數或變數,是指沒有固定的值,可以改變的數。變數以非數字的符號來表達,一般用拉丁字母。變數是常數的相反。變數的用處在於能一般化描述指令的方式。若果只能使用真實的值,指令只能應用於某些情況下。變數能夠作為某特定種類的值中任何一個的保留器。
  變數用於開放句子,表示尚未清楚的值(即變數),或一個可代入的值(見函數)。這些變數通常用一個英文字母表示,若用了多於一個英文字母,很易令人混淆成兩個變數相乘。n,m,x,y,z是常見的變數名字,其中n,m較常表示整數。物理

  物理學中對於多因素(多變數)的問題,常常採用控制因素(變數)的方法,把多因素的問題變成多個單因素的問題。每一次只改變其中的某一個因素,而控制其餘幾個因素不變,從而研究被改變的這個因素對事物的影響,分別加以研究,最後再綜合解決,這種方法叫控制變數法。它是科學探究中的重要思想方法,廣泛地運用在各種科學探索和科學實驗研究之中。
  1.獨立變數,即一個量改變不會引起除因變數以外的其他量的改變。只有將某物理量由獨立變數來表達,由它給出的函數關係才是正確的。
  2.非獨立變數,一個量改變會引起除因變數以外的其他量改變。把非獨立變數看做是獨立變數,是確定物理量間關係的一大忌。
  正確確定物理表達式中的物理量是常量還是變數,是獨立變數還是非獨立變數,不但是正確解答有關問題的前提和保障,而且還可以簡化解答過程。統計學

  變數是統計學研究中對象的特徵。它可以是定性的也可以是定量的,一個定量變數要麼是離散的,要麼是連續的。社會科學中研究變數的關係,通常把一個變數稱為自變數(獨立變數),另一個變數稱之為因變數(依賴變數)
  統計上的絕對量指標,按其取值的特點不同可分為離散變數與連續變數。
  1.離散變數
  離散變數亦可叫離散指標,是指僅能表現為整體取值的指標。
  2.連續變數
  連續變數亦可叫連續指標,是指可以出現小數的指標。

2 控制變數法 -應用

  探究影響蒸發快慢的因素,探究聲音的響度和音調、理想斜面實驗、探究力與運動的關係、探究影響滑動摩擦力大小的因素、探究影響壓力的作用效果的因素、探究影響液體壓強大小的因素、探究影響浮力大小的因素、探究影響滑輪組的機械效率的因素、探究影響動能大小的因素、探究影響重力勢能大小的因素、驗證歐姆定律、探究電阻的電流與其兩端電壓的關係、探究影響電流做功多少的因素、探究影響電流的熱效應的因素、探究影響電磁鐵磁性強弱的因素。而且還需要試驗。

3 控制變數法 -實驗舉例

探究電阻和電流的關係

  我們可以先將電壓人為的控制(即不變),改變電阻的大小,再測出各個電阻值所對應的電流的大小,從而可以得知電壓一定時,通過導體的電流和電阻成反比。控制變數法是為了研究物理量之間的關係探究位移和速度、時間的關係

  s=vt 即位移=速度*時間,這個公式可以用控制變數法來研究,就是說,知道「速度」、「位移」、「時間」,但為了研究出「位移=速度×時間」這個公式,我們要採用控制變數法。
  研究的方法是這樣的: 我們讓一輛小車勻速行駛一段時間,然後看它的位移。為了研究位移跟「速度」、「時間」是什麼關係,我們先讓小車以不同的速度行駛相同的時間,比較兩種情況下行駛的位移。
  例如:先以3m/s的速度行駛5秒,記下位移15m;接著以9m/s的速度行駛5秒,記下位移45m,這樣,我們可以看到在同樣的時間裡,速度增長了幾倍,位移也增長了幾倍,即位移和速度成正比。注意在這個例子中,我們故意讓小車兩次行駛的時間保持一致(都是5秒),從而就可以發現「位移和速度成正比」這個關係,因為是控制住「時間」這個變數,使其不變,來研究問題,所以這種方法叫「控制變數法」。同樣的,如果我們控制住「速度」這個變數,也同樣可以發現「位移和時間成正比」這個關係。(做法就是,讓小車以相同的速度行駛不同的時間,比較兩種情況下行駛的位移)也可以利用DIS實驗系統進行實驗(一般高中會有)
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