要完成某項科學探究的最終任務，就必須對探究過程中所收集的證據或數據進行分析和處理，從而得出某些規(guī)律、找到某種關系。分析、處理實驗數據，正確得出結論，是科學探究的一個重要環(huán)節(jié)，中學生尤其是初學物理的學生在歸納實驗結論時，常出現一些錯誤，究其原因通�？梢詺w納為以下幾種類型：
一、因果關系顛倒
例1小輝同學在做“探究電流跟電壓、電阻之間的關系”實驗中，通過改變電路中的電壓和電阻，分別測得了如下兩組數據：
表一
實驗次序
R=10?
U/V
I/A
①
2
0．2
②
3
0．3
③
6
0．6
表二
實驗次序
U=3V
R/?
I/A
①
5
0．6
②
10
0．3
③
15
0．2
分析表一數據，可得到的結論是。
分析表二數據，可得到的結論是。
錯誤結論分析表一可得到的結論：當導體的電阻一定時，導體兩端的電壓與通過導體的電流成正比。分析表二可得到的結論：當導體的電壓一定時，導體的電阻與通過導體的電流成反比。
分析采用控制變量探究問題，分析實驗數據時，要分清哪個因素是自變量（引起實驗結果變化的原因），哪個因素是因變量（實驗結果，其變化是由其它因素的變化引起的），要注意兩個物理量之間的因果關系，不能前后顛倒。分析表一中的實驗數據，電壓是形成電流的原因，當導體的電阻不變時，改變導體兩端的電壓，通過導體的電流將發(fā)生變化，因此，電壓變化是原因，電流變化是結果，應該說電流隨電壓如何變化。分析表二中的實驗數據，電阻是導體本身的性質，當電路中電阻發(fā)生改變時，電流將隨著改變，電阻變化是原因，電流變化是結果，應該說電流隨電阻如何變化。
正確結論分析表一數據可得正確結論為：當導體的電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。
分析表二數據可得結論為：當導體兩端電壓一定時，通過導體中的電流與導體的電阻成反比。
二、定量描述與定性分析混淆
例2一種半導體材料，其電阻隨溫度的升高而減小。為了研究其電學特性，小強和小明同學通過實驗，將其中一個元件R進行測試，測得其電流與加在它兩端的電壓值，測試數據如下表所示。
U/V
0．40
0．60
0．80
1．00
1．20
1．50
1．60
I/A
0．20
0．45
0．80
1．25
1．80
2．81
3．20
分析表中數據，元件R的I和U之間的關系是。
錯誤結論元件R的電流隨電壓的增大而增大。
分析元件R的電阻隨溫度在變化，通過一組電流跟電壓的數據而得出電流隨電壓的增大而增大的定性結論，顯然不符合控制變量法。該題是要求分析得出元件R的I和U之間的定量關系式，從數據表中可以看出：U增大，I也增大，但I的增加值大于U的增加值，直接觀察表格中的數據，很難得出正確結論，須對數據進行數學方法的處理才可。進一步分析表格中數據，將電流值分別乘以0．8后可得到：0．16、0．36、0．64、1．00、1．44、2．248、2．56，它們分別是電壓值0．40、0．60、0．80、1．00、1．20、1．50、1．60的平方。
正確結論元件R的I和U之間的關系是：通過電阻元件的電流跟加在它兩端的電壓的平方成正比。或元件R的I和U之間的關系式為：I=1．25U2。
三、直觀錯覺誤判
例3芳和小華在學習了液體壓強的知識后用加長的飲料瓶做了如圖一所示的實驗，在飲料瓶中灌滿水，然后在瓶的a、b處各扎一個小孔，觀察其后發(fā)生的現象。
經過反復的試驗，他們發(fā)現從小孔中射出水流的射程s小孔處到落地點的水平距離OA跟小孔在水中的深度h和小孔到地面的高度H這兩個因素有關。為了研究水流的射程s與h、H之間的關系，他們將飲料瓶放置在水平桌面邊緣，看到如圖一所示的現象，由此他們得出了結論：小孔距水面的深度h越大，水流的射程越大。你認為根據圖示的現象能否證明上述結論正確？請說明你的理由。
錯誤解答正確。從圖示的現象中看，小孔b所處深度比小孔a深度大，從小孔b射出的水流射程比小孔a遠。
分析從實驗現象中看到水的深度h越大，水流射程s也越大，就得出小孔距水面的深度h越大，水流的射程越大的結論，是直觀錯覺誤判。本題考查了學生對控制變量法是否真正的理解和掌握，題中h和H是兩個相互影響要么都不變要么都變的變量。要探究多個因素中的某一個因素對物理量的影響，應該將除了這個因素以外的其它因素人為地控制起來，使它們保持不變，然后觀察和研究該物理量與該因素之間的關系。小孔b所處深度h大，但小孔b離地面高度H也大，存在兩個變量都在變化，可見從此現象中歸納出的結論并不可靠。
正確解答不正確。理由：實驗中沒有在控制H相同的條件下比較水流的射程，因而不能證明結論正確。
四、探究因素表述錯誤
例4陳飛同學在做“探究物體的動能與什么因素有關”的實驗中，設計了如圖二所示的實驗方案，并進行了以下實驗操作：
步驟一：讓鐵球從斜面F點滾下打到一個小木塊上，推動木塊使木塊從位置A移動到位置B；
步驟二：讓鐵球從斜面E點滾下打到一個小木塊上，推動木塊使木塊從位置A移動到位置C。
分析實驗現象可以得出的結論是：。
錯誤結論物體質量一定，被舉高度越大，具有的動能越大。
分析影響動能的因素有物體的質量和速度，鐵球從斜面不同高度滾下，到達水平面的速度不同。本題是研究在物體質量一定的情況下，動能大小與速度之間關系，必須保持質量不變，改變速度，所以讓鐵球從斜面不同高度滾下，通過觀察鐵球在水平面上以不同速度推動木塊做功多少，來探究動能跟速度的關系。因此在表述動能與速度的關系時，它的實驗條件是：使鐵球的質量不變，改變速度，而不是改變高度。
正確結論物體質量一定，運動速度越大，具有的動能越大。
五、研究問題判斷錯誤
例5為了探究“物體溫度升高時吸收熱量的多少跟哪些因素有關”，程陽同學用兩個相同的燒杯分別盛水和煤油，再用兩個同樣的電加熱器加熱水和煤油，實驗數據記錄如下表：根據實驗記錄數據，分析得出的結論是：。
實驗組別
物質
質量/g
初溫/℃
末溫/℃
加熱時間/min
1
煤油
50
20
30
4
2
水
50
20
30
8
錯誤結論質量相同的不同物質，升高相同的溫度，加熱時間長短不同，水比煤油加熱時間長。
分析在對實驗數據分析、處理時，首先要明確本實驗要解決的是什么問題，需要研究什么物理量之間的關系，涉及這些物理量變化的因素有哪些。該實驗是要探究物體溫度升高時吸收熱量的多少跟哪些因素有關，從表格數據可以看出，物體吸收熱量的多少跟物質種類、質量和升高的溫度等因素有關，在沒有儀器可以直接測量物體吸收熱量的多少時，通過轉換觀察加熱時間長短來判斷物體吸熱的多少，加熱時間長短不同，反映的是物質吸收熱量多少的不同。
正確結論質量相同的不同物質，升高相同的溫度，吸收的熱量不同。
六、表象干擾產生錯誤
例6小明同學用圖三所示電路探究導體中的電流跟導體的電阻之間的關系，先后用5?、10?、20?的定值電阻接入電路的A、B兩點間，閉合開關S，讀出電流表的示數并填入表中，分析數據表可知：。
實驗次序
電阻R/?
電流I/A
①
5
0．4
②
10
0．3
③
20
0．2
錯誤結論通過導體的電流隨電阻的增大而減小，電流與電阻成反比。
分析表面上看，電阻增大，電流減小，似乎找到了電流與電阻之間的關系。根據控制變量法，探究電流跟導體的電阻的關系時，應保持電阻兩端電壓不變，改變電阻，記錄電流，通過實驗數據分析電流跟導體的電阻之間的關系。本題中當R=5?時，U=I1R1=0．4A×5?=2V ；當R=10?時，U=I2R2=0．3A×10?=3V；當R=20?時，U=I3R3=0．2A×20?=4V。說明該同學在實驗中改接電阻后，沒有調節(jié)滑動變阻器，使A、B兩點間電壓保持不變，所以不能從實驗數據中歸納出電流與電阻成反比的結論。
正確結論小明在實驗中沒有控制電阻兩端的電壓保持不變。
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