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控制变量法 编辑
数学
变数或变量,是指没有固定的值,可以改变的数。变量以非数字的符号来表达,一般用拉丁字母。变量是常数的相反。变量的用处在于能一般化描述指令的方式。如果只能使用真实的值,指令只能应用于某些情况下。变量能够作为某特定种类的值中任何一个的保留器。
变量用于开放句子,表示尚未清楚的值(即变数),或一个可代入的值(见函数)。这些变量通常用一个英文字母表示,若用了多于一个英文字母,很易令人混淆成两个变量相乘。n,m,x,y,z是常见的变量名字,其中n,m较常表示整数。
物理
物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。
1.独立变量,即一个量改变不会引起除因变量以外的其他量的改变。只有将某物理量由独立变量来表达,由它给出的函数关系才是正确的。
2.非独立变量,一个量改变会引起除因变量以外的其他量改变。把非独立变量看做是独立变量,是确定物理量间关系的一大忌。
正确确定物理表达式中的物理量是常量还是变量,是独立变量还是非独立变量,不但是正确解答有关问题的前提和保障,而且还可以简化解答过程。
方法点播:当一个问题与多个因素有关时,探究该问题与其中某个因素的关系时,通常采用控制变量法。
统计学
变量是统计学研究中对象的特征。它可以是定性的也可以是定量的,一个定量变量要么是离散的,要么是连续的。社会科学中研究变量的关系,通常把一个变量称为自变量(独立变量),另一个变量称之为因变量(依赖变量)
统计上的绝对量指标,按其取值的特点不同可分为离散变量与连续变量。
1.离散变量
离散变量亦可叫离散指标,是指仅能表现为整体取值的指标。
2.连续变量
连续变量亦可叫连续指标,是指可以出现小数的指标。
探究影响蒸发快慢的因素,探究声音的响度和音调、理想斜面实验、探究力与运动的关系、探究影响滑动摩擦力大小的因素、探究影响压力的作用效果的因素、探究影响液体压强大小的因素、探究影响浮力大小的因素、探究影响滑轮组的机械效率的因素、探究影响动能大小的因素、探究影响重力势能大小的因素、验证欧姆定律、探究电阻的电流与其两端电压的关系、探究影响电流做功多少的因素、探究影响电流的热效应的因素、探究影响电磁铁磁性强弱的因素。而且还需要试验。
1583年,伽利略在比萨教堂里注意到一盏悬灯的摆动,随后用线悬铜球作模拟(单摆)实验,确证了微小摆动的等时性以及摆长对周期的影响,由此创制出脉搏计用来测量短时间间隔。运用的方法就是控制变量法。
探究电阻和电流的关系
我们可以先将电压人为的控制(即不变),改变电阻的大小,再测出各个电阻值所对应的电流的大小,从而可以得知电压一定时,通过导体的电流和电阻成反比。控制变量法是为了研究物理量之间的关系。
探究位移和速度、时间的关系
s=vt 即位移=速度*时间,这个公式可以用控制变量法来研究,就是说,知道“速度”、“位移”、“时间”,但为了研究出“位移=速度×时间”这个公式,我们要采用控制变量法。
研究的方法是这样的: 我们让一辆小车匀速行驶一段时间,然后看它的位移。为了研究位移跟“速度”、“时间”是什么关系,我们先让小车以不同的屮相同的时间,比较两种情况下行驶的位移。
例如:先以3m/s的速度行驶5秒,记下位移15m;接着以9m/s的速度行驶5秒,记下位移45m,这样,我们可以看到在同样的时间里,速度增长了几倍,位移也增长了几倍,即位移和速度成正比。注意在这个例子中,我们故意让小车两次行驶的时间保持一致(都是5秒),从而就可以发现“位移和速度成正比”这个关系,因为是控制住“时间”这个变量,使其不变,来研究问题,所以这种方法叫“控制变量法”。同样的,如果我们控制住“速度”这个变量,也同样可以发现“位移和时间成正比”这个关系。(做法就是,让小车以相同的速度行驶不同的时间,比较两种情况下行驶的位移)也可以利用DIS实验系统进行实验(一般高中会有)。