实验设计中控制变量题例析
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欧姆定律的研究方法：研究I跟U、R的关系保持R不变，改变U，研究I跟U的关系保持U不变，改变R，研究I跟R的关系V 当研究多个因素之间的关系时，往往先控制住其它几个因素不变，集中研究其中一个因素变化所产生的影响，这种方法叫控制变量法。 控制变量法是科学实验常用的方法，是实验的精髓，而设置对照组是常用的控制实验条件的方法。一、控制变量在物理中的应用 例1、小柯同学在“研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度关系” 时，设计了如下图所示的实验。该实验需要改进的地方是_____________。
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木板棉布例2、我们在学习牛顿第一定律时，曾对“如果物体不受到力的作用，是不是会立刻停止运动”的猜想进行过探究活动。实验方案是利用小车的运动对比来进行探究。如图(乙是甲的截面图)，我们让小车从斜面自由下滑，然后通过表面粗糙程度不同的水平面。实验中，需要控制相同的量是__________________,比较的两个变量是平面的粗糙程度和________________。
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例3、近年来，交通部门加大了打击汽车超载超速的力度，这是为了交通安全和延长公路的使用年限。 （1）为什么要严禁超载？某课题组利用斜面、小球和木块进行研究。
让质量不同的小球分别从同一高度，
静止开始滑下（如图甲所示）.小球经过A点时，速度相等。请根据实验现象，用学过的科学知识，解释超载存在的安全隐患。
（2）为了解释严禁超速的原因。
他们利用小球和斜面进行研究，让
同一小球从A、B两点静止开始滑
下（如图乙所示）。请根据实验现象，用学过的科学知识，解释超速存在的安全隐患。
(乙)例4、小柯同学为了研究“通电导体放出的热量 与哪些因素有关”，按照下图所示的装置进行 实验.在甲、乙两瓶中里装满煤油,瓶中各放一根电阻丝R甲和R乙并使R甲＞R乙，把两个瓶子里的电阻丝串联起来，通电一段时间后，可以看到甲瓶玻璃管中的煤油上升得高一些。这说明电阻越大，电流产生的热量______（填“越大”、“越小”或“不变”）。
利用该实验装置，研究导体放出的热量与电流大小的关系，应该怎样做？ 速度、密度、力的三要素、滑动摩擦力、压强、欧姆定律、比热、电功、焦耳定律、浮力等知识的教学过程中都用到了控制变量法。
二、控制变量在化学中的应用 例1、某自然科学小组在学习了催化剂知 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 ABCD例3、小柯同学进行“探究植物生长与音乐的关系”的实验。他取了4株完全相同的水仙花，进行编号后，放在室外采光相同、温度相同、土壤肥力相同处，在相同时间浇相同的水。对编号1、2、3的三株水仙花分别播放三种不同的音乐；对编号4的水仙花不播放音乐并置于一安静的环境中（声音保持在30分贝以下）。三周后观察其生长情况，各株水仙花的生长情况如下表所示 :（1）其中是对照组的是_______________________。
（2）你的结论是_____________________________________________。 例4、为了研究种子萌发所需的条件，某某同学设计了如下三个实验（A、B、C），并把它们置于阳光下，下图是实验开始及一周后的情景。请回答下列问题： （1）要证明种子萌发需要水，应比较哪两个装置？答_________.
（2）装置C中水的表面加上一层油膜的目的是 ____________。
（3）根据你学到的知识，种子的萌发除了水分之外，还需要的条 件是___________________________。
例5、无土栽培是把植物所需的无机盐，按一定的的比例配成营养液来栽培植物。科学兴趣小组选用三株大小和长势相似的四季海棠，分别栽培在盛有不同培养液的三个栽培盆中，放在自然光下照射。15天后四季海棠的生长情况记录如下。 （1）15天内长势最好的四季海棠是__________（填栽培盆序号）。
这个实验说明了植物的生长离不开_____________________。
（2）要使实验设计更加合理，除了选择的植株大小和长势相似外，
你认为还应该控制哪些变量？_____________________（写出一点）。 例6、某同学设计实验，研究植物对无机盐的需要，如右图所示，以下叙述不正确的是 A、两株稻苗原来生长的状况基本相
B、本实验采用了对比的方法
C、有无机盐是控制的唯一变量
D、控制光照和温度与实验无关
四、解题思路 控制变量的题目所研究的问题有一定数量的变量，它涉及到的知识往往不难，而要求知识面可能比较宽，也可能会出现一些新知识，要尽量避免新知识对解题的干扰。
设置实验对照组是常用的控制实验条件的方法，实验组和对照组之间除研究对象外其它方面都应是相同的，实验组是接受实验变量处理的对象组，而不接受实验变量处理的对象组就是对照组。对照实验设置的正确与否，关键就在于如何尽量去保持“其它条件的完全相同”。解题时要根据题目的要求，需要研究的问题是什么，影响因素有哪些，需要控制哪些变量相同，然后给予解决。
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