物理实验结论的表述常见错误

江苏南京金陵中学　钟继芳

物理实验结论的形成是物理探究活动的一个重要环节。对于探究物理规律的实验，实验结论的形成通常建立在两方面分析的基础上：因果分析和数据分析。如果能知道一个现象的发生是由于某个原因引起的，又能知道该现象和某原因之间所存在的数量关系的规律，只要把这两个方面概括起来进行描述，这就是实验结论。

中学生尤其是初学物理的学生在归纳实验结论时，常出现一些错误，究其原因通常可归纳为以下几种类型：

一、因果关系表述颠倒

倒1　某同学在做“研究电流和电阻”的关系的实验后，收集了一些实验数据如下表，由表内数据可得的结论是：___________。

U＝3V

电流I/A	0.3	0.2	0.1
电阻R/Ω	10	15	30

错误结论　当导体两端的电压一定时，导体的电阻跟通过导体的电流成反比。

分析　原因和结果，在物理实验中，通常表现为物理条件和现象，物理条件是原因，物理现象是结果，物理条件的改变引起了物理现象的变化。因此要归纳科学规律，一方面要关注物理条件改变与物理现象变化之间的联系，另一方面还要注意两个物理量的因果关系，不能前后颠倒。由于导体中的电流跟导体两端的电压和导体的电阻这两个因素有关，因此本实验研究电流跟电阻的关系的方法是：保持导体两端电压不变，通过改变导体的电阻，来观察电流的变化情况。因此，电阻的变化是原因，电流的变化是结果，且实验数据的规律表明：当导体两端的电池一定时，导体的电阻增大为原来的几倍，导体中的电流就减小为原来的几分之一。

正确结论　当导体两端的电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。

二、结论缺少实验条件

例2　某同学用实验探究气体的压强跟体积的关系，实验装置如图1所示，先用一个小橡皮帽套在注射器下端的小孔上，以封住注射器内一定质量的空气、再依次在注射器的活塞上放1个、2个、3个同样质量的砝码。实验现象如图所示，此实验得出的结论是：________。

 

错误结论　气体的压强越大，体积越小。

分析　在描述实验结果时，语言要客观、准确。所描述的结果如果只是在某种实验条件下进行的，不仅要描述所探究的规律，还要客观地指出这一规律所存在的条件。本实验是用封闭一段空气来探究气体压强随体积的变化规律，应得出的结论是：“一定质量的空气，在温度不变时，压强越大，体积越小。”在这段描述中，“一定质量”“空气”“温度不变”，讲的就是实验条件，“压强跟体积成反比”讲的是规律。如果进一步对各种气体进行实验，上述成反比的规律都成立，便可以把上述描述中的“空气”改为具有更为广泛意义的“某种气体”。

正确结论　一定质量的某种气体，在温度不变时，压强越大，体积越小。

三、实验条件表述错误

例3　如图2所示，让钢球从斜面上由静止滚下，打到一个小木块上，能将木块撞出一段距离。放在同一水平面上相同位置的木块，被撞得越远，表示钢球的动能越大。现用质量不同的钢球从同一高度滚下，看哪次木块被推得远。此实验得出的结论是：_________。

错误结论　当物体的高度一定时，质量越大，具有的动能越大。

分析　“控制变量法”是初中物理实验中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一，它在实验探究中具体的做法是：为了研究某物理量同影响它的多个因素中的一个因素之间的关系，可将除了这个因素以外其他因素人为地控制起来，使它们保持不变，以便观察和研究该物理量与该因素之间的关系。

本题实验研究的是动能与质量的关系，由于影响小球的动能的因素有两个：质量和速度，因此研究动能与质量的关系所采用的实验方法是控制变量法，即在保持小球的速度不变的条件下，改变小球的质量，来研究动能与质量的关系。本题实验中让质量不同的钢球从同一斜面的同一高度滚下只是控制小球到达斜面底端时的速度不变的一种方法。因此在表述动能与质量的关系时，它的实验条件是：使小球到达斜面底端时的速度不变，而不是小球的高度不变。

 

正确结论　当物体的速度一定时，质量越大，具有的动能越大。

四、研究问题判断错误

例4　某同学在用一枪弹簧制作弹簧测力计的实验时，在弹簧的下端挂不同重力的钩码，对应的弹簧的长度也不同，具体数据见下表：

钩码重力G/N	0	1	2	3	4	5
弹簧长度l/cm	3	5	7	9	11	13

分析表中的实验数据，你得到的一个重要的结论是：__________。

错误结论　物体受到的重力越大，弹簧的长度就越长。

分析　在分析、处理数据时，首先要明确本实验要解决什么问题，需要研究什么物理量

之间的关系，涉及这些物理量变化关系的数据有哪些，也就是说，学生应该具备选择实验数据的能力。

该实验是研究弹簧受到的拉力与弹簧伸长量之间的关系，因此在分析实验数据归纳结论时，应表述出这两个量之间的关系。在这个实验中，钩码受到的重力的大小反映的是弹簧受到的拉力的大小，实验现象表明：弹簧下端所挂的钩码越重，弹簧的伸长量就越大，且随着钩码的总重均匀增加，弹簧如伸长量地均匀增加。

正确结论　在弹簧的弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越长（或：在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长量与所受到的拉力成正比）。