大物实验论文-外推法在大学物理实验中的运用
外推法在物理实验中的应用研究
外推法在物理实验中的应用研究黄欣童;倪敏【摘要】从外推法概念出发,举例论述外推法在物理实验研究中用于测量难以测量的物理量,减小实验系统误差,简化实验方法的应用,以供大家参考.【期刊名称】《大学物理》【年(卷),期】2018(037)009【总页数】5页(P46-50)【关键词】作图法;外推法;系统误差【作者】黄欣童;倪敏【作者单位】上海师范大学数理学院,上海 200234;上海师范大学数理学院,上海200234【正文语种】中文【中图分类】O4-33外推法是根据过去和现在的发展趋势推断未来的一类方法的总称，它是猜想的方法之一，也可以说是类比推理的一种特殊应用.现今外推的思想方法已广泛用于经济学，自然科学，地理学，气象学等方面的问题研究，是一种重要的思想方法.外推法用于研究物理规律，解决物理问题也是非常实用并且应用广泛的一种方法.本文将从外推法的概念出发，通过查阅文献或翻阅相关书籍找到物理中应用外推法解决问题的实验，分类归纳得出3种外推法的应用实例，论证外推法在物理实验研究中的重要性.同时提供参考，帮助我们更好的应用外推法，因此对外推法在物理实验中的应用研究具有一定的意义，它可以指导着现代的科学研究，解决物理实验中物理量难以测量的问题等.1 相关概念界定1.1 外推法外推法是物理实验中常用一种处理实验数据的方法，所谓外推，就是从连续原理出发，根据已有的实验结果去获得超越实验范围的一些无法直接或间接测量的结果[1].因此利用外推法处理实验数据通常是作出按某种趋势变化的两个物理量之间的关系图线，将其延长，外推读出实验范围之外的数据点，而这些数据点通常有其特定的物理意义(如用外推法从截距求某些物理量的值等).1.2 系统误差系统误差是指在同样条件下，对同一物理量测量多次时，测量结果和实际值存在一个保持不变的偏差，即误差的大小和符号固定，或者按某种确定的规律变化，这类误差称为系统误差[2].系统误差按其来源可分为：仪器误差、理论误差、装置误差、环境误差、人身误差等.系统误差的出现一般都有较明确的原因，因此采取适当的措施可使之降低到可忽略不计的程度.1.3 简化实验方法简化实验方法主要指，简化实验操作方法，简化处理数据的方法.利用外推法能使人们较容易抓住主要矛盾，抛开一些次要的未知因素或复杂因素，排除干扰，使人们在实验时可以简化实验方法[3].2 外推法应用实例2.1 测量难以直接测量的量——瞬时速度的测量2.1.1 实验原理如果物体从t到t+Δt的时间间隔内通过的位移是Δs，那么物体这段时间内的平均速度为瞬时速度表示物体在某一时刻或经过某一位置时的速度，可以说瞬时速度就是当位移或时间无限接近于零的过程的平均速度.因此可以选取物体在某一段位移s 内运动时的平均速度v.然后逐渐减小s，当s趋向于零，速度v也会趋近于一定值，这个定值(平均速度的极限)就是物体运动的瞬时速度.这就是利用外推法测量物体的瞬时速度.本实验采用DIS实验器材如图1，在导轨一端垫上垫片，使小车从导轨顶端自由滑下，测出两个光电门的距离s以及小车通过两个光电门之间的平均速度，保持光电门1不动，移动光电门2，逐渐减小两光电门的距离s，作出s-v图，得出图线横轴截距即是小车在光电门1位置的瞬时速度.图1 测量瞬时速度实验装置图2.1.2 实验结果实验测得数据如表1.表1 测量瞬时速度数据表两光电门距离s/m平均速度v/(m·s-1)0.600.50730.500.489 50.400.472 20.300.450 50.200.421 80.100.401 6由表1作得s-v图如图2，由图得知小车在光电门1位置的瞬时速度为0.381 2m/s.图2 s-v图通过外推法处理实验数据就可以将难以直接测量的量测量出来，并且所测得的实验结果有理论的支撑，完全具有可信度.在实验测量电源电动势和电源内阻中常用的一种方法——伏安法也是通过外推法测得实验结果，依据闭合电路欧姆定律，端压U与电流I曲线的截距即为电源电动势和电源内阻的值.2.2 减小实验系统误差——单摆法测重力加速度2.2.1 实验原理用单摆法测重力加速度是用一根不可伸长，质量可以忽略的细线悬挂一个质量为m的小球，使其做摆角很小(<5°)的摆动，测出其连续摆动n次的时间t，计算出单摆的周期T0(1)再由单摆的周期公式(2)式中l为单摆的摆长，可以计算出重力加速度g(3)由于传统实验用秒表和肉眼观察测量单摆的周期，容易产生随机误差，因此改用DIS来测量单摆的周期，实验装置见图3，通过光电门传感器和电脑可直接测量计算出单摆的周期和重力加速度.图3 单摆实验装置图在实验室进行20次实验测得重力加速度g为9.771 8 m/s2，而上海的重力加速度值为9.794 07 m/s2.实验测得重力加速度值与标准值较为接近，但仍存在不小的误差.2.2.2 系统误差分析对上述实验过程进行误差分析，发现实验存在系统误差.其实式(2)是由数学上的近似推导来的，如果不考虑摆线的质量以及小球所受空气阻力和摩擦力等因素，将小球看做一个位于球心的质点，那么当小球的摆角为θ时，单摆的周期的精确解应该为[4](4)上式中可以看出，式(2)仅仅是式(4)在摆角θ等于零的条件下的近似，实际上摆角等于零的情况是不可能实现的，所以我们往往采用式(2)作为实验理论支撑是存在误差的.但是如果利用线性外推法，就可以减小实验的系统误差，让实验结果更为精确.2.2.3 改进方案和实验结果由于当θ<15°时，式(4)中的项及其后各项的值都很小，可以忽略.因此当摆角θ<15°时，我们取式(4)的二级近似，即单摆的周期近似为(5)由上式可以看出T与呈线性关系，因此只要取几个<15°的摆角θ，测出此时单摆的周期T，然后作出图，再进行线性外推，读出当θ→0时，图线在纵轴上的截距即为摆角为零时的单摆周期T0，再将T0代入式(3)就可以计算出更为精确的重力加速度值.由此测得数据如表2.表数据表摆角θ/°sin2θ2/10-3单摆周期T/s1414.8521.210 11210.9261.209 5107.5961.209 184.8651.208 762.7391.208 341.2171.208 0根据上表实验数据作出图如图4，由图4图线可以外推得到当摆角为零时的单摆周期T0即纵轴截距为1.207 9 s，将其代入式(3)可得重力加速度g为9.795 0 m/s2. 图图通过实验可以发现利用线性外推法测量单摆周期，由此计算出的重力加速度值远比传统方法更接近标准值，大大的减小了由于理论近似而引起的系统误差.由此可见外推法用于减小实验系统误差的作用.不仅如此，在落球法测液体粘滞系数的实验中，同样可以利用外推法解决由于实验环境达不到理论要求的极限状态而引起的系统误差，只要取几个不同直径的量筒对同一个直径的小球进行实验，作出小球通过指定距离的时间t与小球直径d和量筒直径D的比值的图像，求得截距，即可计算出真实的液体粘滞系数值.再如在测量水的折射率的实验中，同样可以利用外推法处理实验数据由此减小由于水槽壁存在厚度所产生的系统误差.再如在混合法测固体比热容实验进行散热修正时，同样用到了外推法来得到混合前后的修正温度，从而求出待测固体的比热容.2.3 简化实验方法——不规则物体体积的测量2.3.1 实验原理物理实验中，实验室通常采用静力称衡法测不规则物体的体积，方法是利用阿基米德原理测出物体排开液体体积就是该物体的体积.如果物体的密度小于水，即物体放在水中会漂浮在水面上，仍然可以通过绑一个重物使物体浸没在水中利用阿基米德原理测出该物体的体积[5]，但是这种方法较为繁琐.下面介绍一种运用外推法测量不规则的物体体积.根据玻意耳定律，在定量定温下，理想气体的体积与气体的压强成反比.即pV=C(6)当气体体积V趋向于0时，趋向于图像是一条过原点的倾斜直线.图5 测量不规则物体体积实验装置本实验采用DIS实验装置，如图5所示.本实验将一只注射器与压强传感器相连，改变注射器中的气体体积，可由压强传感器测出注射器中的气体压强变化.将不规则的待测物体放入注射器中，即注射器的读数等于注射器内的气体体积加上物块体积，式(6)中的V可由下式表达V=V刻-V物(7)上式中V刻为直接从注射器上刻度读出的体积，V物为不规则物体的体积(本实验选取一蜡块作为待测物体).将式(7)代入式(6)p(V刻-V物)=C(8)即V刻(9)由式(9)可知，此时V刻图像不再经过原点，而是会在纵轴产生一个截距，这个截距实际上就是待测物体的体积.2.3.2 实验结果由图5实验装置所测得数据如表3.表3 测量不规则物体体积实验数据压强p/105 Pa体积V刻/10-5m31P/10-6Pa-11.0921.2391.4421.7321.9152.1512.01.81.61.41.31.29.157 58.071 06.934 85.773 75.221 94.649 0根据上述表格作V刻图像如图6，由V刻图线的纵轴截距可得蜡块体积V蜡=3.771×10-6 m3.该数据与排水法测得的数值相差不大，具有可信度.图6 V刻图利用外推法测量不规则物体体积的实验方法相较静力称衡法更为简便，特别是配合DIS实验装置，使实验操作进一步简化.同样外推法在简化实验方法的应用不止这一例，在验证牛顿第二定律、三线摆法测转动惯量等实验中利用外推法同样可以简化实验方法或改进处理数据的方法，这里笔者不再一一阐述.3 结束语外推法是物理实验设计中一种重要的方法.外推法对于处理物理问题，探索物理规律，寻求实验范围之外的相关数据和结论都有着重要的意义.外推法作用于物理实验设计可以帮助测量难以测量的量，减小实验系统误差，简化实验方法等.通过分析外推法的不同应用可以发现，外推法用于物理实验的作用往往不是单一的，利用外推法有时既可以减小系统误差，同时又能简化实验方法.外推法不仅作为一种处理实验数据的方法，更多的是体现一种科学的思维方式.将外推法的思想应用于物理实验设计的方方面面，可以拓展视野，激发创新意识和创造能力，更可以使我们打破常规，不断地推陈出新，科技得以迅速发展.参考文献:【相关文献】[1] 张平，陆申龙.外推法在物理实验设计中的应用[J].物理实验，2001：22(3)：24.[2] 原所佳主编.物理实验教程[M].2版.北京：国防工业出版社，2009：14.[3] 阎金铎主编.物理实验论[M].广西：广西教育出版社，1996：199.[4] 郝建明，李咏波，和伟.单摆测重力加速度的修正公式分析[J].云南师范大学学报，2004：24(3)：63-66.[5] 江美福，方建兴.大学物理实验教程上册[M].2版.北京：高等教育出版社，2013：86-87.。
大物实验论文-外推法在大学物理实验中的运用
外推法在大学物理实验中的运用*****大学**********摘要: 介绍大学物理实验设计中的重要方法——外推法的介绍及在科学实验研究中的意义, 以落球法测量液体的粘滞系数、半导体PN结的物理特性研究、金属电子逸出功与电子荷质比的测量三个实验为例说明外推法在大学物理实验设计中的应用关键词: 实验设计;外推法; 粘滞系数测量；金属电子逸出功测量Application of out-extend system in physical experiment-designAbstract: The important method in physical experiment-design—The introduce of out-extend system and it’s meanings in scientific studies of experiment s are in troduced. The applications of Out-extend system in exploratory experiment-design of physics , the exp erience of tungster’s out coming function are interpreted.Key words: experiment-design; out-extend system; viscosity measurement;leat squares methods引言：外推法（Trendextrapolation）是根据过去和现在的发展趋势推断未来的一类方法的总称，用于科技、经济和社会发展的预测，是情报研究法体系的重要部分。
外推法(extrapolate) 通俗地说，它是一种很好的近似计算方法．对于已求得的低精度近似值，只要作几次最简单的四则运算，便立刻得到高精度的近似值．更简单地说，它是一种把低精度近似值加工到高精度的近似值的一种方法，简称精加工．线性外推法线性趋势外推法是最简单的外推法。
《大学物理实验》-热学
孝感学院《大学物理实验-热学》实验报告日期： 2011 年 月 日 天气：__________ 实 验 室：___________姓名：__________________ 学号：__________ 院系专业：___________ 指导教师：________【实验题目】实验12 金属线胀系数的测定【实验目的】1． 学习用__________或_______________测量_______________。
2． 测量_____________________________________________。
【实验仪器及型号】_______________________________________________________________________【实验原理及预习】 1． 线胀系数实验表明：在一定的温度范围内，原长为L 的物体，受热后其伸长量δ与其温度的增加量t ∆近似成__________，与原长L 亦成__________，即____________________ (式中的比例系数α称为固体的线胀系数) 大量实验表明，不同材料的线胀系数不同，塑料的线胀系数最大，金属次之，请查表给出下列材料线胀系数的数量级。
几种材料的线胀系数2． 线胀系数的测量固体的长度随温度的升高而增加，设L 0为物体在温度t =0℃时的长度，则在常温下，物体在ｔ℃时的长度为____________________设物体在温度t 1℃时的长度为L ，温度升高为t 2℃时，其长度增加了δL =____________________ L +δ=____________________由上两式消去L 0，整理后得α=____________________________而在实验条件下，______________所以α可近似写成α=____________________________3． 试估计本实验中金属杆的伸长量，并据此选择合适的测量器具。
广东工业大学物理实验——液体粘滞系数测定
1
行设计。下面我们将在三个不同的理论层次上探讨测量液体粘滞系数的方法，这三个层次循序渐进，体现 了实验手段和理论手段在物理实验中的作用和特点，同时反映出针对同一个问题如何在实验中层层深入， 不断提高测量结果的准确程度，而这正是物理学实验的魅力所在。
（29-9） 相比会存在偏差（偏大还是偏小？）。
三：高雷诺数修正
不仅液体的边界条件对小球在其中的运动有较大影响，物体在均匀稳定液体中的运动实际上还受到雷
诺数 Re的影响。雷诺数是描述流体运动或物体在均匀稳定液体中运动的一个重要的无量纲参数：
Re
º
r0
×v×r h
(29-10)
其中 r0 是液体密度， v是物体运动速度或流体稳定流速， r是运动物体的线性尺度，对本实验而言即小球 半径，h 是液体的粘滞系数。雷诺数的大小决定了物体在液体中的运动方式，一般当 Re < 1（相当于小尺
f 3vd
（29-1）
式中 d 是小球的直径，v 是小球的速度， 为液体粘滞系数。 就是液体粘滞性的度量，与温度有密切的 关系，对液体来说， 随温度的升高而减少（见附表）。
本实验应用落球法来测量液体的粘滞系数。小球在液体中做自由下落时，受到三个力的作用，三个
力都在竖直方向，它们是重力 rgV 、浮力 r0gV 、粘滞阻力 f。开始下落时小球运动的速度较小，相应的
直状态。 2．用螺旋测微器测量小钢球的直径 d （选不同方向测量 5 次后取平均）。 3．用游标卡尺测量各管子的内直径 D （选不同方向测量 5 次后取平均）。
偶极矩的测定——中科大物理化学实验报告
偶极矩的测定钱洁中国科学技术大学地球化学和环境科学系安徽合肥230026*****************【摘要】利用极性分子和非极性分子在电场中的极化现象，可利用电场求出分子偶极矩。
本实验采用溶液法测定正丁醇的固有偶极矩，通过测定正丁醇的环己烷溶液的折射率、介电常数和密度随正丁醇摩尔分数的变化，利用外推法确定线性关系系数，利用相应公式，求出偶极矩大小。
【关键词】偶极矩正丁醇极化1.引言分子结构可以被看成是由电子和分子骨架所构成。
由于其空间构型不同其正负电荷中心可以重合，也可以不重合，前者称为非极性分子，后者称为极性分子，分子的极性可用偶极矩来表示。
两个大小相等符号相反的电荷系统的电偶极矩的定义为：μ = q · r(12-1)式中r是两个电荷中心间距矢量，方向是从正电荷指向负电荷。
q为电荷量，一个电子的电荷为4.8×10-10CGSE，而分子中原子核间距为1Å = 10-8cm的量级，所以偶极矩的量级为：μ = 4.8×10-10×10-8 = 4.8×10-18 CGSE×cm = 4.8 Debye即： 1 Debye = 10-18 CGSE×cm2.实验2.1实验原理：1.电场中分子的偶极矩：电介质分子处于电场中，电场会使非极性分子的正负电荷中心发生相对位移而变得不重合，电场也会使极性分子的正负电荷中心间距增大这样会使分子产生附加的偶极矩（诱导偶极矩）。
这种现象称为分子的变形极化。
可以用平均诱导偶极矩m来表示变形极化的程度。
在中等电场下设m = α D E内(12-2)式中E 内为作用于个别分子上的强场。
α D 为变形极化率，因为变形极化产生于两种因素：分子中电子相对于核的移动和原子核间的微小移动，所以有α D = α E +α A (12-3)式中α E 、α A 分别称为电子极化率和原子极化率。
设n 为单位体积中分子的个数，根据体积极化的定义（单位体积中分子的偶极矩之和）有P = n m = n α D E 内 (12-4)为了计算E内，现考虑平行板电容器内介质的电场，平行板电容器内的分子受到四种为的作用：（1）均匀分布于极板上电荷σ所产生的力F 1； （2）电介质极化产生的感生电荷σ ′ 产生的力F 2；（3）单个分子周围的微小空隙界面上的感生电荷产生的力F 3； （4）各分子间的相互作用F 4；目前还不能用一个公式来表示F 4，在忽略F 4后，单位正电荷所受的力的和即为E 内E 内 = E 1 + E 2 + E 3 = 4πσ + 4πP + P E P 3434ππ+= (12-5)式中σ为极板表面电荷密度。
大学物理学课程的实验方法与应用
大学物理学课程的实验方法与应用随着科学技术的不断发展，实验在物理学研究中的作用变得越来越重要。
大学物理学课程的实验环节不仅可以帮助学生巩固理论知识，还可以培养学生的实践能力和创新思维。
本文将介绍大学物理学课程中常用的实验方法与其在科学研究和实际应用中的价值。
一、实验方法简介物理学实验的基本方法包括观察、测量、记录和推理等过程。
在实验过程中，学生可以通过调整实验条件、收集和分析数据来验证物理定律、发现规律和解决问题。
常用的实验方法包括单发源实验、对比实验、多组实验和模拟实验等。
二、实验方法的应用领域1. 科学研究：实验在物理学研究中扮演着重要的角色。
通过实验，科学家可以验证理论模型的有效性，发现新现象和关系，并探索未知的领域。
例如，通过在实验室中对光的干涉、衍射和偏振等现象的研究，物理学家们成功地揭示了光的本质和行为规律。
2. 技术应用：物理学的实验方法对现代科技发展有着深远的影响。
通过实验，科学家和工程师们可以研究和开发各种新材料、新能源和新技术。
例如，实验在电子器件和电路设计、光电子技术、电磁波传输和量子计算等领域的应用，为现代通信、计算机和电子设备的发展做出了重要贡献。
3. 教学与教育：物理学实验是大学物理学课程的重要组成部分。
通过实验，学生可以亲身体验物理现象和过程，加深对物理定律和规律的理解。
同时，实验也培养了学生的观察力、分析能力和解决问题的能力，提高了学生的实践操作技能和团队合作精神。
三、实验方法的改进与创新为了提高实验教学的质量和效果，实验方法的改进与创新是必不可少的。
以下是一些改进措施的示例：1. 引入先进的实验设备和技术：随着科技的进步，现代实验设备和技术的应用已成为物理学实验的重要组成部分。
引入先进的实验设备和技术可以提高实验的准确性和可重复性，同时也能激发学生的学习兴趣。
2. 结合理论与实践：将实验与理论知识相结合，使学生在实验中能够深入理解物理定律和规律。
通过在实验中引入适当的理论模型和推导过程，可以帮助学生理解抽象的物理概念，并将其应用到实际问题中。
外推法在光电效应实验中的应用与研究
外推法在光电效应实验中的应用与研究周志玉;陈仁安【摘要】在光电效应测量普朗克常数实验中,应用基于准爱因斯坦方程理论的外推法测量相应光电流接近于零时的“截止电压”,并利用线性回归法计算直线斜率和普朗克常数.结果表明,普朗克常数测量值对应的相对误差平均值为0.6％,最小值可以达到0.10％.与零电流法相比,外推法能有效减少阳极电流的影响,从而获得更小的相对误差.【期刊名称】《实验室科学》【年(卷),期】2013(016)002【总页数】3页(P30-32)【关键词】光电效应;普朗克常数;截止电压【作者】周志玉;陈仁安【作者单位】集美大学诚毅学院实验管理中心,福建厦门 361021【正文语种】中文【中图分类】O462.3光电效应测普朗克常数是大学物理普遍开设的一个近代实验，主要通过截止电压和频率间的线性关系，求其对应直线的斜率再进一步算出普朗克常数。
其中截止电压的确定是整个实验的关键。
目前测量截止电压的方法有零电流法，拐点法，曲率法［1－5］，以及外推法等［6－8］。
由于反向电流中暗电流、阳极电流的存在，截止电压并非阴极电流为零时对应的电压，使得截止电压的确定具有一定的误差。
外推法主要依据准爱因斯坦光电方程，较其它方法理论更加完善，并能有效减少阳极电流的影响，使截止电压的确定更加准确。
本文主要通过外推法测量光电流接近于零时的“截止电压”，利用线性回归理论拟合出直线并求其直线斜率再进一步算出普朗克常数h，获得较精确的结果。
1 实验原理利用光电效应测普朗克常数实验一般的理论基础是爱因斯坦光电方程:式中，ν是入射光的频率，U0为截止电压，e为电子电量，A为逸出功。
由(1)式可知，在A固定的情况下，U0和ν成线性关系，通过测量不同频率下的截止电压，作出U0～ν图，由直线的斜率即可求出h［9］。
由于爱因斯坦光电方程并没有考虑热效应，即常温下光电子没有明确的最大动能，因此光电流电压曲线并不存在一个明确的截止电压，而是以渐进的方式光滑地趋近于零。
外推法在物理实验设计中的应用
外推法在物理实验设计中的应用
物理实验设计中，外推法的应用主要有以下六点：
（一）准备实验的参数。
外推法可以帮助科研人员在准备实验的过程中，正确选择试剂、器材及有关参数，以确保实验的完整性。
外推法可以来整理实验试剂和器材所需要的数据；可以提供有关精度、灵敏度和精度等各项参数，避免胡乱设置而做出不应有的实验。
（二）设计出合理的实验方案。
外推法可以帮助科研人员设计出合理、合适的实验方案，以达到有效地验证某一物理量的目的。
它可以把不同物理量分组，以使某些可以适当组合使用的物理量相加，以达到有效的结论；同时外推法还可以通过修改实验参数等方式来改变实验中某一物理量的变化，以达到有效验证目标。
（三）检验实验结果的正确性。
外推法可以提供有效的实验原理及常数，以检验实验结果的正确性，而不用靠实际的实验设备耗费大量的时间，它可以用来验证实际实验中所获得的结论是否与理论模型一致。
（四）检查实验装置的精度。
外推法可以计算实验装置的精度，以检测其精度是否达到某一参数或是否超出其限定的范围，从而使整个实验过程更加精确。
（五）优化实验装置。
外推法可以从实验装置出发，不断优化其参数，让装置更加完善，从而满足特定实验的要求。
（六）明确实验目标。
外推法可以帮助科研人员明确实验目标，明确每个实验都有指定的实验进度及期限，便于改进实验实施及设计，提高实验的效率。
外推法在物理实验设计中的应用
外推法在物理实验设计中的应用随着物理科学的发展，物理实验已经成为实现物理学研究的一个重要方式。
物理实验设计是实现物理实验的重要组成部分，它包含了实验方案的设计、实验器材的选择和操作等。
外推法是最近发展起来的一种物理实验设计方法，它的应用可以极大地提高物理实验的过程和效果。
外推法是一种基于模型匹配的物理实验设计方法，它允许用户从不同模型之间进行比较，从而更好地控制实验结果。
它的基本思想是，将物理模型和物理实验联系起来，将物理模型和物理实验的结果进行比较，从而更好地控制实验结果。
外推法将物理模型的结果与实验结果进行匹配，从而实现对物理实验的有效控制。
在物理实验中，外推法可以有效地解决诸如实验数据采集和分析，模型评价等问题。
这项技术可以帮助用户快速建立物理模型，定义物理实验方案，实现有效的物理实验设计。
例如，外推法可以用于测量不可测量的物理参数，从而精确地控制物理实验结果。
此外，外推法可以用于推测物理实验的结果，从而减少实验的时间和精力。
外推法优于传统物理实验设计方法，因为它可以帮助实验者快速创建一个有效的物理实验方案。
通过外推法，实验者可以在较短的时间内更准确地推断出物理实验结果。
外推法还可以帮助实验者更好地控制物理实验的过程，例如，外推法可以准确地预测实验中物理参数的变化，可以帮助实验者控制实验的过程，从而实现较高的实验效果。
外推法可以有效地提高实验的精确度，从而实现更好的物理实验效果。
总之，外推法是一种有效的物理实验设计方法，它可以有效地控制实验过程，提高实验效果。
外推法将物理模型与实验结果进行比较，从而使实验者能够更准确地预测实验结果，减少实验时间和精力。
外推法的应用可以极大地提高物理实验的效果，是物理实验设计的一种有价值的方法。
大学物理中的科学研究方法与论文写作技巧
大学物理中的科学研究方法与论文写作技巧科学研究方法是指科学家在进行具体科学研究活动时所采用的过程和方法。
在大学物理学习中，科学研究方法的掌握对于学习和理解物理学原理以及进行科研工作都具有重要意义。
本文将介绍大学物理中常用的科学研究方法，并辅以论文写作技巧，帮助读者更好地进行科学研究和论文写作。
一、实验方法实验方法是物理学研究的主要方法之一，通过对现象和规律的观察与实验验证，以积累、检验和完善物理学的理论知识。
在进行物理实验时，需要注意以下几个关键点：1. 清晰的实验目的和问题：在进行实验之前，明确实验的目的和需要解决的问题，确保实验步骤和数据分析围绕实验目的展开。
2. 合理的实验设计：合理设计实验条件、参数和实验仪器，保证实验的可重复性和可比性。
注意控制可能影响实验结果的各种因素，提高实验准确性和可靠性。
3. 数据采集和处理：准确记录实验数据，注意数据的有效性和可靠性。
使用适当的统计分析方法对数据进行处理，得出科学结论。
4. 结果和结论陈述：准确描述实验结果，并解释实验结果的物理学意义。
结论要基于充分的实验数据和分析，且与实验目的和问题一致。
二、理论分析方法理论分析方法是物理学研究中一个重要的方面，通过运用物理学原理和数学方法对物理现象进行推导和分析，以揭示其内在规律。
在进行理论分析时，应注意以下几个方面：1. 理论模型的建立：选取适当的理论模型来描述所研究的物理现象，建立起符合实际情况的数学表达式或理论模型。
2. 推导和演算：运用数学方法对理论模型进行推导和演算，得出与实验现象相关的数学关系和物理规律。
3. 实际应用：将理论分析结果应用于实际问题中，解决现实物理问题，提出有针对性的物理解释和成果。
4. 结果的呈现与解释：清楚地呈现理论分析结果，并用通俗易懂的语言解释和说明分析的物理过程和意义。
说明理论分析对于理解和解释实验结果的作用。
三、论文写作技巧在进行科学研究并撰写论文时，以下几点是需要注意的写作技巧：1. 清晰的论文结构：合理划分论文的章节结构，包括引言、研究方法、实验结果、数据分析和讨论、结论等部分。
大学物理演示实验论文 (2)
大学物理演示实验论文学生姓名：学号：学院：专业班级：日期：一.人造火焰实验现象及心得体会1. 实验现象：仪器下部是由半透明的材料制成的碳火造型，中间有一条透光缝，在缝的下部有一根横轴，轴的四周镶满不同反射方向的小反光片。
光源的光照到反光片上，随着轴的转动，光被随机地反射出来，让观察者感到好象有火苗存在。
当一束平行的入射光线射到粗糙的表面时,表面会把光线向着四面八方反射,所以入射线虽然互相平行,由于各点的法线方向不一致,造成反射光线向不同的方向无规则地反射,这种反射称之为“漫反射”或“漫射”。
“火焰”的颜色是由背灯的颜色决定的,火焰的亮度差别是由反光点与屏幕的距离决定的,动态的火苗是由动态漫反射呈现出来的。
例如,阳光射到镜子上,迎着反射光的方向可以看到刺眼的光。
如果阳光射到白纸上,无论在哪个方向,都不会感到刺眼。
2. 心得体会：木炭逼真形象的成因,仪器中的“木炭”是塑料薄膜压制炭而成的。
塑料板后面是红色的背灯,塑料板不同的位置厚度成不不同,灯光通过厚的地方看到的效果是偏暗的区域,灯光通通过薄的地方看到的效果是明亮的区域,只要精心的设计好好塑料板的模具,就可以逼真的呈现出燃烧的木炭的形象了。
为了使火苗从炭火堆中窜出,在炭火模型模的后面放置一面反射镜,上面刻有火苗状的透光镜,炭火模炭型与其镜中的像形成对称结构,中间形成一条透光缝,在缝缝的下部形成一根横轴,轴的四周镶满不同反射方向向的小反光片,光源的光照射到反光片上,光源的光照到反反光片上,随着轴的转动,光被随机的反射出来,让我们看到了火苗的存在。
不过此次实验唯一的遗憾就是没有打开仪器的加热开关，没能感受到火炉的温度。
通过学习光学实验,观察各种光怪陆离的实验现象,不不仅增加了自己对于光学实验的兴趣,而且能把课上所学的的关于衍射,干涉,偏振等的知识应用到实际之中,加深了自己对于课堂内容的深刻理解,也有助于今后进一步的理论学习。
本次演示实验,受益匪浅。
二.跳环式楞次定律实验现象及心得体会1.实验现象：1）闭合铝环的演示打开演示仪电源开关，将闭合铝环套入铁棒内按动操作开关。
数据外推法在落球法测液体粘滞系数中的应用
数据外推法在落球法测液体粘滞系数中的应用作者：郭新荣来源：《各界·下半月》2019年第08期摘要：粘滞系数是流体的重要性质之一，在工业、医疗等方面有着重要的应用。
测量液体粘滞系数有多种方法，实验室常用落球法测量。
单管法在测量小球下落时间时，由于人为因素误差较大，因此测量精度不高。
多管法利用数据外推方法，推导出管径趋于无穷大时小球的下落时间，从而减小实验误差，提高了测量精度。
关键词：粘滞系数;落球法;数据外推用落球法测液体的粘滞系数是大学开设的基础物理实验之一，既可以使学生掌握常见测量仪器——螺旋测微计和游标卡尺的使用方法，又能培养学生严谨的实验态度。
在测量液体粘滞系数时常见的有单管法、多管法等。
小球在液体中运动时，将受到与运动方向相反的摩擦阻力的作用，这种阻力即为粘滞力。
它是由于沾附在小球表面的液层与邻近液层的摩擦而产生的，而不是小球与液体之间的摩擦阻力。
如果液体是无限广延的、液体的粘滞性大、小球的半径很小，且在运动过程中不产生旋涡，则根据斯托克斯定律，小球受到的粘滞力为; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; （1）其中，ŋ是液体的粘滞系数，r是小球的半径，v是小球的运动速度。
图1所示为当小球在装有液体的圆筒形玻璃管中自由下落时，受到的三个作用力，即重力ρVg、浮力ρ0Vg和粘滞力 f 。
其中，v是小球的体积，ρ和ρ0分别为小球和液体的密度。
在小球刚落入液体时，垂直向下的重力大于垂直向上的浮力与粘滞力之和，于是小球作加速运动。
随着小球运动速度的增加，由式（1）可知，其受到的粘滞力也增加。
当速度增加到某一值v0时，小球所受的合力为零，此后小球就以该速度匀速下落。
实际在实验时，小球是在有限区域中下落时，无法满足无限广延的环境，公式（1）就不再适用，对该问题可采用两种方法进行处理，一种是使用单管法，对粘滞阻力进行修正;一种是通过多管法，使用数据外推，模拟出无限广延的环境。
一、单管法小球是在内径为R的装有液体的圆柱形管内运动，如果只考虑管壁对小球运动的影响，则式（1）应修正为（2）当小球受力平衡时，有：（3）故液体的粘滞系数为：（4）其中，v0是小球在圆筒内的收尾速度，即达到匀速运动的速度，d为小球的直径，实验中只需要测出小球的直径d，以及圆筒的内径D，以及小球匀速下落时间和距离，即可得出液体的粘滞系数，但是使用该方法时，修正系数K会受到粘滞系数、小球的直径等因素的影响，带来很大的实验误差。
直观外推法在探究教学中的应用
直观外推法在探究教学中的应用作者：王（亻凡土）来源：《物理教学探讨》2009年第04期摘要：“直观外推法”是用直观能理解的东西来推理自然界其他现象的方法。
将这种方法运用到探究教学中，就形成了“直观——外推探究模式”。
本文阐述了“直观——外推探究模式”的原理，并通过案例，说明了如何把此模式运用到探究教学中。
关键词：初中物理；直观外推法；探究教学；探究模式；直观——外推探究模式中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148(2009)4(S)-0063-2青岛市是全国最早的课改实验区之一，多年来，我们在运用科学方法进行探究模式的建构上进行了许多有益的尝试，建构出经过实践检验的几十种不同的探究模式，“直观——外推探究模式”就是其中之一。
“直观外推法”是用直观能理解的东西来推理自然界其他现象的方法，这是中国古代科学家搞理论的基本模式，从而使中国古代取得许多在当时十分领先的科技成就。
在探究教学中运用直观外推法，能使我们通过类比已知的、熟悉的直观事物，形成对待研究的陌生问题的假说，从而找到相对合适的探究方向，为实验检验做好准备。
将这种方法运用到探究教学中，就形成了“直观——外推探究模式”。
该模式的类比过程思维发散度较高，有利于培养学生创造性思维的流畅性、灵活性，从而有利于实现新课改教学的三维目标。
1 直观外推法及其实例1．1 直观外推法所谓“直观外推法”就是用直观能理解的东西来推理自然界其他现象的方法。
这是中国古代科学家搞理论的基本模式。
可以用图1表示：1．2 有关实例（1）两小孩辨日据说孔子东游齐国途中，看见两个孩子在那里争论不休。
一个孩子说：“太阳从东方出来时离人最近，因为初升的太阳大得像车上的伞，到中午，却只有碟子那么小。
难道不是因为远显得小，近处显得大吗？”另一个分辩说：“不对！早晨天气寒冷，到中午却热开了锅，这难道不是太阳在中午近了才觉得热，远了感觉到凉吗？”孔子听了两个小孩的话，也无法判断哪个正确。
金属比热容测定
热学实验论文姓名：学号：指导教师：理学院金属比热容的测定及散热修正的论文摘要：使用量热器测定金属的比热容及用外推法修正温度关键词：温度、比热容、修正引言：比热容是物质物理性质的重要参量，在研究物质结构、确定相变、鉴定物质纯度等方面起着重要作用。
测定物质的比热容可归结为，测量一定质量的该物质降低一定温度后所放出的热量。
测量热量通常使用的仪器有：利用水的温度升高来测量热量的水量热器和利用冰的溶解来测热量的冰量热器。
一般来说，它们比较适用于测定固体物质(如金属)的比热容。
比热容的精确测量需要很高的实验技巧，一方面由于要避免(和补偿)样品与环境之间的热传递是困难的；另外，这样的测量又极为重要。
比热容随温度的变化，是了解物质分子能量最直接的途径，特别是低温物质，在现代物理学中是非常引人关注的。
1．实验目的：1）.掌握基本的量热的方法——混合法；2）.测定金属的比热容；3）.学习散热修正的一种方法——用外推法修正温度。
2．实验仪器及用具：量热器、温度计、待测金属块、电子天平、秒表、量筒、游标卡尺、热水。
3．实验原理：温度不同的物体混合之后，热量将由高温物体传给低温物体。
如果在混合过程中和外界没有热交换，最后将达到均匀稳定的平衡温度，在这过程中，高温物体放出的热量等于低温物体所吸收的热量，此称为热平衡原理。
本实验即根据热平衡原理用混合法测定固体的比热。
将质量为m、温度为t2的金属块投入量热器的水中。
设量热器（包括搅拌器和温度计插入水中部分）的热容为q，其中水的质量为m0，比热容为c0，待测物投入水中之前的水温为t1。
在待测物投入水中以后，其混合温度为θ，则在不计量热器与外界的热交换的情况下，将存在下列关系))(()(1002t q c m t mc -+=-θθ （1）即)())((2100θθ--+=t m t q c m c （2）量热器的q 可以根据其质量和比热容算出。
设量热器筒和搅拌器由相同的物质（铜）制成，其质量为m 1，比热容为c 1，温度计插入水中部分的体积为V ，则V c m q 9.111+= （3）)(9.11-︒⋅C J V 为温度计插入水中部分的热容，但V 的单位为cm 3。
外推法在物理实验设计中的应用
物理实验
第２ ２卷
第 ３期
外推 法在 物理 实验设 计 中的应 用
张 平 ” 陆 申龙
（１ 常 熟高等 专科 学校 江 苏 常 热 ２ ５ ０ ； ） ） １ ５ ０ ２ 复旦 大学物理 系 上 海 ２ ０ ３ ） ０ ４ ３
摘 要 ： 介绍物理实验设计 中的重要方法——外 推法的起源 及在科学实验研究 中的意义 ． 举例说 明外推法在
球沿 着该 面作 自由落 体运 动． 于是 ， 诞生 了著 名 的斜面实 验．利用斜 面实 验伽 利略建立 了 自由 落体定律 ， 并且提 出 了类 似 于惯 性原理 的说 法．
伽利略 用图 ｌ中小球 的运 动来说 明他 的思 想 ： 设 沿斜 面 Ａ 落 下 的物 体 ， Ｂ点 得 到 假 Ｂ 以 的速 度沿 另 一 斜面 Ｂ 向上 运 动 ， 物体 不 受 Ｃ 则 Ｂ Ｃ倾 斜 的 影响 ， 将达 到 与 点 同样 的高 度 仍 （ 这是等 末速假设 ， 已用 理论和实 验验证 ） 只是 ，
物体 在极 短 时 间 内运动 状 态 的仪器 ， 以他试 所 图设 计 一种 减缓 物 体下 落 速度 的装 置 ， 在研究
斜 面 上物 体 的平 衡 问 题 时 ， 受 到 了 启 发 ， 他 他 说 ： 同样 的重 物用斜 面提升 比垂直 提升可 以少 “ 用 力 ， 要看 垂 直 提升 与倾 斜 提升 的 比例． 因 这
探 索性 物理 实 验 设 计 中 的应 用． 关 键词 ： 实验 设 计 ； 推 法 Ｆ 面实 验 ｛ 外 斜 粘度 测 量 中 围分 类 号 ： —３ ０４３ 文献 标 识 码 ； Ｂ 文 章 编号 ：０ ５４４ （ ０ ２０ —０ ３０ １０ —６ ２ ２０ ）３０ ２—４
外推法消除实验系统误差的研究
Ｏ． ４ Ｏ． ４ ０． ３ ０３ ． ０． ３ ０３ ． Ｏ２ ． Ｏ２ ．
摘 要 ： 于 某 些 实 验 ， 用 图像 外推 法 消 除 系 统 误 差 对 可 关键词 ： 实验 ； 系统 误 差 ； 图像 外 推 法
中 图分 类 号 ：’１玉 ｒ ｌ２ Ｉ Ｈ 文献标识码 ： Ａ
在 物 理 实验 中 ， 可避 免 地要 产 生系 统误 差 ． 不 系
的关 系 ．
于是 ∑ Ｆ ＝Ｆ
图 １
实验 时 取 Ｆ为不 同的值 Ｆ （ ＝１ ２ ） 并 通 过 ｉ ，… ， 打 点计 时 器测 出小 车 相 应 的 加 速 度 。 （ ＝１２ ） ｉ ，… ， 通过 分 析 这些 数据 ， 可 得 出加 速 度 。与 合 外 力 Ｆ 就
以上就 是 由于实 验原 理 不完 善 所带 来 的系 统误
析 其原 因 ， 要有 ： 主
（ ） 小盘 （ 括 砝 码 ） １把 包 的重 量 近 似 地 当做 小 车 受 到 的拉 力 ， 而造 成误 差 ． 从
（ ） 节 使 Ｍ ｓ Ｏ— ２调 ｇｉ ｎ ｆ＝０式 成 立 并 不 容 易 ， 由此 造 成 的误 差往 往 很 大 ．
生 的原 因 可分 为 ： 器误 差 、 仪 理论 误 差 、 置误 差 、 装 环 境误 差 、 身误 差 等 ． 统误 差 的 出现一 般 都 有较 明 人 系
４ ８０ ２ ７ ．
２ ．０ ０４ ２ ｏ ０． ０ ｌ ３ ９．０ 】．Ｏ ８ ２ ２ ｏ ０． ０ ２ ．０ 】４ ｌ．０ ９ ２ ｌ．０ ９ ２
ｌ ．０ １６ ｌ．０ 】６ ｌ ．Ｏ Ｏ １ ｌ ．０ Ｏ １ ｌ．０ ３ ８ ｌ ．５ ３ ６ ７ ６ ．５ ７ ７ ．０
外推法用于减小物理实验系统误差的探讨
作者： 吴玖丹 吴先球
作者机构： 华南师范大学物理与电信工程学院,广州广东510006
出版物刊名： 物理教师：高中版
页码： 16-17页
主题词： 系统误差 物理实验 外推法 定量测量 自然科学 数量关系 自然现象 客观规律
摘要：物理学是一门以实验为基础的自然科学，物理实验需要定量测量有关物理量，找出它们之间的数量关系，以便我们认识自然现象及本质，探索自然界的客观规律．在物理实验中，由于各方面原因使得测量结果存在误差．根据误差的性质，测量误差一般分为系统误差、随机误差和疏失误差三大类．。
外推法在解题中的应用
外推法在解题中的应用
王光怀
【期刊名称】《物理实验：中学部分》
【年(卷),期】2004(24)12
【摘要】外推法是一种科学的思维方法，在物理学的研究中，经常用它来验证某些不能直接验证的实验和规律．其实，外推法不仅在实验中有重要应用，在物理解题中也有非常广泛的应用．运用外推法来求解某些物理问题时，可以大大缩短解题时间，提高解题效率。
【总页数】2页(P14-15)
【作者】王光怀
【作者单位】吉林师范大学物理学院，吉林四平136000
【正文语种】中文
【中图分类】O441
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图像外推法在中学物理实验教学中的妙用
图像外推法在中学物理实验教学中的妙用
孔庆梅
【期刊名称】《物理通报》
【年(卷),期】2004(000)004
【摘要】图像外推法是物理实验教学中常用的一种方法．图像不仅反映了物理量
在若干个特定条件下的数值和状态，而且常能反映一般情况下的数值和状态．因此，我们可以由若干个特定条件下得到的数据绘出图像，然后根据这一图像去推测其他条件(或状态)下的可能数据并由此进行分析，以得到尽
【总页数】3页(P27-29)
【作者】孔庆梅
【作者单位】曲阜师大物理工程学院,山东,曲阜,273165
【正文语种】中文
【中图分类】G4
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1.生活废物在中学物理实验中的妙用 [J], 田淑娜
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4.直观外推法在探究教学中的应用 [J], 王[亻凡土]
5.直观外推法在探究教学中的应用 [J], 王(亻凡土)
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外推法在大学物理实验中的运用
*****大学
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摘要: 介绍大学物理实验设计中的重要方法——外推法的介绍及在科学实验研究中的意义, 以落球法测量液体的粘滞系数、半导体PN结的物理特性研究、金属电子逸出功与电子荷质比的测量三个实验为例说明外推法在大学物理实验设计中的应用
关键词: 实验设计;外推法; 粘滞系数测量；金属电子逸出功测量
Application of out-extend system in physical experiment-design
Abstract: The important method in physical experiment-design—The introduce of out-extend system and it’s meanings in scientific studies of experiment s are in troduced. The applications of Out-extend system in exploratory experiment-design of physics , the exp erience of tungster’s out coming function are interpreted.
Key words: experiment-design; out-extend system; viscosity measurement;leat squares methods
引言：外推法（Trendextrapolation）是根据过去和现在的发展趋势推断未来的一类方法的总称，用于科技、经济和社会发展的预测，是情报研究法体系的重要部分。
外推法(extrapolate) 通俗地说，它是一种很好的近似计算方法．对于已求得的低精度近似值，只要作几次最简单的四则运算，便立刻得到高精度的近似值．更简单地说，它是一种把低精度近似值加工到高精度的近似值的一种方法，简称精加工．
线性外推法
线性趋势外推法是最简单的外推法。
这种方法可用来研究随时间按恒定增长率变化的事物。
在以时间为横坐标的坐应用线性外推法，首先是收集研究对象的动态数列，然后画数据点分布图，如果散点构成的曲线非常近似于直线，则可按直线规律外推。
线性外推法是常用的近似计算方去, 若将其应用于物理实验数据处理( 如用作图法从截距求某些物理量的值等) . 能使实验数据处理简单、直观, 物理意义更加明确. 本文以落球法测量液体的粘滞系数实验,半导体PN结的物理特性研究、金属电子逸出功与电子荷质比的测量三个实验为例，说明线性外推法在物理实验数据处理中的应用.
正文
1.落球法测量液体的粘滞系数实验
2.半导体PN结的物理特性研究
3.金属电子逸出功与电子荷质比的测量
结束语
将外推法运用于设计性实验在实验教学中有很重要的意义, 运用这种实验手段通常可以将难于测量量变换为比较容易测量量, 而且提高测量的准确度,同时对测量仪器也提出了更高的要求.
我校大学物理实验中开设此类实验, 一方面可以让学生掌握外推法实验思想的基本原理, 以开拓思路, 激发创新意识; 另一方面能让学生接触到先进的测量技术, 以开扩视野。
参考文献：
1．李书光编《大学物理实验》，科学出版社
2．百度百科
3．白泽生等《用线性外推法处理物理实验数据》延安大学学报，2000年
4．张平等《外推法在物理实验设计中的应用》2001.
5．。