控制变量法的概念是什么?控制变量法(英语:control variates)是在蒙特卡洛方法中用于减少方差的一种技术方法 。该方法通过对已知量的了解来减少对未知量估计的误差 。
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 。
控制变量法的优点:
1、控制变量法能有序地分解和呈现物理探究问题 。
当影响某一物理量变化的因素可能较多时,要研究这些因素的变化对该物理量是否有影响,这时就需要使用控制变量法去研究,将复杂的多变量的物理问题转化为简单的单变量的问题,造成特定的便于观察的条件,进行研究 。通过对相关测量数据的深入研究、总结归纳 。
最后找出这个因素跟我们想要研究的物理量是什么关系 。
2、控制变量法能帮助学生,迅速确定解题思路 。
在试题中,除了实验探究中的应用外,控制变量法还经常用于比较物理量大小和分析、解析实际问题 。掌握控制变量法,能帮助学生,在分析这些问题时,迅速确定解题思路,正确作答 。
![控制变量法和对照法的区别 控制变量法](http://csimg.miaodongshenghuo.com/230101/2312095S7-0.jpg)
文章插图
怎样控制变量法?一、什么是控制变量法
控制变量法是指为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系,可将除了这个因素以外的其它因素人为地控制起来,使其保持不变,再比较、 研究该物理量与该因素之间的关系,得出结论,然后再综合起来得出规律的方法 。
二、初中物理哪些实验
1、研究压力的作用效果与哪些因素有关(压力大小和受力面积的大小)
2、研究液体压强大小与哪些因素有关 (液体的密度和深度)
3、研究浮力大小与哪些因素有关(液体的密度和排开液体的体积)
4、研究滑轮组的机械效率与哪些因素有关(物体的重力、动滑轮的重力、摩擦力)
5、研究动能大小与哪些因素有关(物体的质量和速度)
6、研究液体蒸发快慢与那些因素有关(液体温度,液体表面积和空气流动)
7、探究影响导体电阻大小的因素(导体的长度、材料与横截面积)
8、电流跟电压电阻的关系(导体两端的电压、导体电阻)
9、影响电功大小的因素(电压、电流和通电时间)
10、影响电热大小的因素(电流、电阻和通电时间)
11、影响电磁铁磁性强弱的因素(电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯)
12、影响滑动摩擦力大小的因素(压力大小和接触面粗糙程度)
13、决定压力作用效果的因素(压力大小和受力面积的大小)
14、在概念引入中用到控制变量法的有:速度的概念(V=s/t)、密度的概念(ρ=m/V)、压强 的概念(P=F/S)、功率的概念(P=W/t)、比热容的概念(c=Q/m△t)
什么是控制变量法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,而只改变其中的某一个因素,从而研究这个因素对事物影响,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 。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、探究影响导体电阻大小的因素、验证欧姆定律、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
举例
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 。
什么叫做控制变量法??控制变量法是方差缩减技术之一 。在估计某一变量时,利用已知的信息来减少估计的误差 。其基本过程是:当需要对某一未知变量4进行估计时 。
预知该未知变量4与某一已知变量B存在相关性;在运行模拟系统对4进行估计时,可以同时对变量S进行估计;由于S已知,可以计算出对变量的估计的误差;而变量4与S之间存在相关性,则对它们估计的误差也存在相关性;进而可以缩小对4的估计的误差 。
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