理量中，有两个是常量：初速度v0和加速度a，有3个是变量：时间t、末速度v和位移s。这3个变量中的每两个之间，都能构成一组两者的变化关系，这就是末速度随时间变化的关系、位移随时间变化的关系、末速度随位移的变化关系，应该从变量之间的函数关系来理解和应用物理学公式。
应该从物理图象的教学中增强变量与常量的意识，在观察一个物理图象时，应该让学生想像图象中纵坐标轴物理量是如何随着横坐标轴物理量的变化而变化的，还应使学生意识到，在图象所表示的这一物理过程中，除纵坐标轴和横坐标轴所表示的物理量以外，其它的物理量都应该是常量，如果这是一个实验过程，这些量在实验中必须是不能变化的。
还应该让学生学会分析具体实验中的常量和变量，学会在实验中实施对常量的控制，对变量的操作，以及对变量和必要常量的实验数据进行合理的收集和记录，从控制变量的观点认识通常所说的“实验条件”究竟是怎么一回事。
要控制实验变量，保持实验过程中的常量不发生变化，就要对实验中相关物理量的概念有一个比较本质的认识。例如要研究单摆振动周期和摆球质量是否有关，实验中的摆长、振幅都应该是常量，如果实验者通过更换不同大小的摆球来操作实验的自变量（摆球质量m）的话，这就导致了应该属于常量的摆长发生了变化，因为摆长不是摆线的长度，而是悬挂点到摆球球心的距离。
设计实验，有时会遇到不只是两个物理量之间的关系问题，探究所涉及的是多个物理量，这时候，应该把整个探究活动分解成几个过程，每一个过程只讨论两个物理量之间的关系，而保持其它的物理量不变。例如，要探究匀速圆周运动物体所受向心力的大小和圆周半径、角速度有何关系？在设计实验时，可以先探究半径相等时向心力和角速度的关系，再探究角速度相等时向心力和半径的关系。我们以图中圆锥摆为例，圆锥摆（摆球质量已知）沿水平方向做匀速圆周运动时，其向心力可以从摆线的倾斜角度测算出来，摆线的倾角是由摆的长度和圆半径决定的，事先测出摆的长
度、实验中测出圆半径，就能算出向心力。图A和图B是半径相等时向心力和角速度关系的探究实验，其中图B的半径由实验者通过操纵角速度使其和图A半径相同，用秒表测出 A、B的角速度，就能获得向心力和角速度关系的数据。图B和图C是角速度相等向心力和半径关系的探究实验，实验者操纵图C的角速度（图C中a的角速度小，c的角速度大），当b的角速度和图B相同时，两
图A
图B
a 图C
b c
种情况下的角速度便成了常量，因而能获得角速度相同时向心力和半径的关系的实验数据。
四、进行实验和收集证据
1.用多种方式收集数据
观察是收集数据的重要方式，它是人们有目的、有计划地感知和描述客观事物的一种科学认识方法，是科学研究过程中的一种基本的认识活动。通过观察收集数据，要有严谨的科学态度。16世纪丹麦天文学家第谷在当时还没有望远镜的条件下，凭肉眼观察记录了大量天文学数据，正是由于这些数据的精确性和可靠性，才引起了他的学生开普勒对当时行星运动学说的怀疑，导致了对行星运动规律新的模型的遐想和论证，发现了具有历史意义的开普勒行星运动三定律。应该使学生认识到，观察不是纯感性的活动，不动脑筋的观察不是科学的观察，尽管我们把观察和分析分别作为两个不同的环节提出来，但它们绝不是割裂的。18世纪英国植物学家布朗利用显微镜观察植物花粉授粉的情况，无意发现花粉在不停息地运动，而且花粉本身也在不断转动和变形，布朗开始认为这是有生命的花粉自发运动的原因，进而找出上百年前的植物标本微粒和岩石粉末进行观察，发现都有类似现象，证明这不是生命现象，而是任何微小颗粒在液体中都具有的运动特征，正是由于布朗善于捕捉意外的偶然现象，善于把理性思维融于观察过程中，才发现了以他的名字命名的“布朗运动”。
实验是收集数据的主要方式，物理实验不同于在自然条件下对物理现象观察的地方，就在于它是人工控制条件下对物理现象的研究过程。通过观察、实验收集数据都有以下要求：首先要有明确的观察目标，知道是在哪一个研究对象上收集信息；同时要明确收集信息的内容，知道所收集的是反映哪一现象的特征的数据；还要明确收集信息的时间，知道是在哪一个时刻或哪一段时间内记录有关信息。做到在预定的时间观察预定的目标，收集预先所关注的数据。由于实验是在人工控制下进行的，因此实验数据的收集可以和实验方案的制定、实验装置的设计结合起来，例如利用光电门和电子计数器结合起来做实验，用各种传感器和电脑结合起来做实验，所收集数据的对象、数据内容、收集时间都已经事先体现在实验装置中，使实验过程和数据的呈现能自动进行，收集数据的前一半工作已经在实验操作之前完成了，剩下的工作只是记录数据。
其它实验者按照相同实验条件进行实验所收集的数据，也是科学研究的依据或重要借鉴资料。因此，学生还应该具有从纸介信息资源中收集数据的能力，会
从图书、报刊、杂志中查找到自己所需要的数据；会通过调查、访谈、参观，了解相关的数据；会在互联网上通过检索、下载获得有用的数据。
2.按说明书进行实验操作，会使用基本的实验仪器
义务教育的物理课程标准要求学生会阅读简单仪器的说明书，进入高中阶段的学生，物理知识比初中更丰富，对物理知识的理解、运用的能力比初中更强，在按说明书进行实验操作的时候，因而有条件对说明书中的内容作更深入的理解。例如学生实验中的简式电阻箱，箱内有4个10位刷形开关，开关的接线柱上所连接的电阻共有以下8种规格，它们都是串联的。分别控制这4个开关，就可以调节电阻箱的阻值，其范围是0－9999Ω，最小步进值是1Ω。
阻值/Ω 功率/w 最大电流/A 1 1 0.9 5 1 0.4 10 1 0.28 50 1 0.13 100 1 0.09 500 1/2 0.029 1000 1/2 0.02 5000 1/2 0.009 我们从说明书中看这些电阻的规格，虽然表格中列出的是功率和最大电流，但应该理解到这些不同规格的电阻能承受的最大电压是不同的，例如我们把2V电压加在10Ω电阻上，它是安全的，加在1Ω电阻上就超载了；又如把4V电压加在电阻箱上，电阻箱的电阻调节为11Ω时，对10Ω电阻来说已经超载，但与其串联的1Ω电阻却是安全的。理解了说明书的内容，才能进行符合要求的操作。
初中物理教学中，学生初步熟悉了天平、弹簧测力计、量筒、温度计、电流表、电压表、滑动变阻器等简单实验仪器操作，进入高中后，对这些基本仪器的使用仍有进一步掌握的必要。例如滑动变阻器，初中只作限流用，使用时只用滑动变阻器上两个接线柱，随着高中欧姆定律问题的深入和广泛，用滑动变阻器提供一个从零开始的变化电压来进行实验，已经有了需求和可能。学生用滑动变阻器和电源、用电器组成混联分压电路应用于高中物理实验，同时用上了3个接线柱，使滑动变阻器的使用进一步达到“会”的水平。
在初中物理的基础上，高中物理课程中的基本仪器具有新的内容：共同必修模块中的打点计时器，电路模块中的多用表，电磁感应模块中的检流表，交变电流模块以及机械振动与机械波模块中的示波器等，都是高中物理课程相关模块的基本仪器，学生应该会正确使用这些仪器。
正确使用高中物理实验的基本仪器，包括了解仪器的使用要求，辨明仪器的测量范围和最小分度值，正确地装配仪器，正确地操作仪器，正确读取仪器的读数等。
3.如实记录实验数据，知道重复收集实验数据的意义
是否能如实地记录实验数据，这涉及到实验者实事求是的态度，也涉及到对实验的理解。
实验是检验假说、理论的重要手段，实验结果将对所检验的假说、理论提供肯定或否定的证据，如果不能如实地记录数据，实验所作出的检验将是无效的，该实验将毫无价值。还应该认识到，即使对于成熟的理论，实验结果和理论之间的偏差是正常的，这是由于因实验原理和实验器材所引起的系统误差和因实验操作所引起的偶然误差造成的，在正常误差范围内的偏差是允许的，只有如实记录数据，才能认识、理解和分析出实验所表现的现象跟理想结果之间发生偏差的真实原因。
实验需要重复收集实验数据。在一次实验中，重复相同的实验操作，分别收集各次操作中同一物理量的数据，合理地得出在相同实验条件下该物理量数据的 平均值，能够减少这次实验的偶然误差。
对不同实验者来说，或者对同一实验者在不同时间、场合下进行同一实验来说，重复收集实验数据具有更深刻的意义。科学实验在保证其结果可靠性方面必须遵循的基本原则就是要有可重复性，作为一个客观规律，它具有在同样条件下必然会同样出现的规律，实验者进行必要的重复实验，才能总结出可靠的结论。如果甲所收集的实验数据，乙在相同条件下的实验中却与甲不符，或甲在另一时间、场合下具有相同实验条件的数据竟跟原先不同，这种不能通过重复实验考验的数据，都不是可靠的实验数据。
4.具有安全操作的意识
实验的安全主要体现为实验仪器的安全和实验者的人身安全。
在考虑实验仪器的安全时，应该具有关注实验仪器量度范围的意识，例如，天平所测量物体的质量不能超过天平的称量；不能把温度计用来测量有可能超出其量度范围的温度；不能对弹簧用力尝试超过它的弹性限度；不能使电学元件通过的电流值超过其标称的额定值。在考虑实验仪器的安全时，还应该具有关注实验仪器使用条件的意识，例如，打点计时器的电源是交流的，但不是220V。
应该对实验操作的程序具有安全性考虑的意识。当用滑动变阻器控制电路中的电流时，开关闭合前，应审视变阻器的接线和滑动头的起始位置是否会造成变阻器的短路。当对电路的接线没有十分把握的情况下，闭合开关前，会用瞬时碰接的方法来探测电路在接通时的安全性。对于一些比较复杂、有操作程序要求的实验器材，应该弄清楚先操作哪个开关或步骤，然后再操作哪个开关或步骤。
当使用易破、易碎的器材做实验时应具有谨慎操作的意识。例如在使用长的
玻璃管和薄的玻璃器皿时应该采取合理的防范措施，应该对220V交流电源的使用始终保持用电安全的意识。
五、分析与论证
1.对实验数据进行分析处理
要对实验数据进行分析处理，从操作上考虑，需要明确数据处理的基本方向、物理原理、数学思路、处理方法、处理手段等各个方面。
数据分析的基本方向，即我们期望从实验数据中获得哪一方面结论，这首先来自于探究假设，因此，我们可以沿着探究假设的方向来对实验数据进行归类和分析。对于探究假设中并不明确的数量关系，可以从实验所探究的变量关系来处理数据。例如，探究单摆周期如何随着摆长的增加而增加，尽管实验的假设是定性的，没有对周期和摆长的可能定量关系作出描述，但所研究的变量关系是清楚的：摆长是自变量，周期是摆长的函数。因此，所寻找的必然是周期的数据和摆长的数据之间的定量关系，明确了数据处理的基本方向后，接下去就要梳理数据分析的原理和思路。
数据分析的物理原理，即实验数据是根据什么原理来体现所探究的物理量的。例如，用打点计时器研究匀变速运动的速度随时间变化的规律时，所需要分析的物理量有两个：一个是运动时间，另一个是瞬时速度。这两个物理量都是由一张纸带间接体现的，因此，首先要知道怎样从纸带上看出物体运动的时间，知道怎样从纸带上看出物体的瞬时速度。又如，用气垫导轨和光电门探究物体在碰撞时动量传递规律（验证动量守恒）的实验，必须知道实验中物体的速度是通过什么数据体现的。如果不是用气垫导轨，而是采用一个小球沿斜面滚到水平轨道上和另一静止小球碰撞后作平抛运动落地的实验方法，小球碰撞前后的瞬时速度却完全是用另外方法体现的，两种情况截然不同。明确数据分析的物理原理，是数据的数学分析之前需要解决的问题，只有把所研究的物理量和实验数据之间的关梳理清楚之后，才可能从数学的思路上来分析数据。
数据分析的数学思路，就是对数据进行比较，寻找数据之间的规律。比较数据，有时是比较一个物理量在不同实验条件下的特征，例如，感应电流的方向和各种电磁感应的具体情境有什么关系。比较数据，有时是比较两个物理量之和、之比值、之乘积，在不同实验条件下的特征。如闭合电路的内电压跟外电压之和在不同负载时是否变化；电荷在电场中所受的力和电荷电量的比值在电场中不同位置上的特征；力和力臂的乘积对物体转动所产生的作用等等。所比较的数学关