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根據(jù)研究目的、運用一定手段（實驗儀器、設備等）主動干預或控制自然事物、自然現(xiàn)象發(fā)展的過程，在特定的觀察條件下探索客觀規(guī)律的一種研究方法。

自然界發(fā)生的各種現(xiàn)象往往是錯綜復雜的，并且被研究對象往往不是孤立的，總是處于與其他事物和現(xiàn)象的相互聯(lián)系之中，因此影響研究對象的因素在許多情況下并不是單一的，而是多種因素相互交錯、共同起作用的。要想精確地把握研究對象的各種特性，弄清事物變化的原因和規(guī)律，單靠自然條件下整體觀察研究對象是遠遠不夠的，還必須對研究對象施加人為的影響，造成特定的便于觀察的條件，這就是控制變量的方法。

例如在研究氣體的溫度、體積、壓強這3個狀態(tài)變量之間的關系時，必須設法把決定氣體狀態(tài)的一個量或兩個量用人為的方法控制起來，使它保持不變，然后來比較、研究其他兩個變量之間的關系。在進行觀察時，首先把研究對象限定為一定質量的氣體，然后研究在溫度恒定的條件下，它的體積跟壓強的關系，得出了玻意耳定律。如果使一定質量氣體的體積（或壓強）保持不變，研究它的壓強跟溫度的關系（或體積跟溫度的關系），便得出了查理定律了（或蓋·呂薩克定律）。這三個定律都是用控制變量的方法得出的描述一定質量的氣體的狀態(tài)量之間的關系的實驗定律，為建立理想氣體模型、推導理想氣體狀態(tài)方程提供了可靠的實驗依據(jù)。

在研究物體的加速度跟所受的外力和物體質量的關系時，也采用了控制變量的方法。如先研究物體質量不變時，在大小不同的外力作用下，物體的加速度跟外力的關系；再研究在相同大小的外力作用下，物體的加速度跟質量的關系。這就是著名的牛頓第二定律。

自然界發(fā)生的各種現(xiàn)象，往往是錯綜復雜的。決定某一個現(xiàn)象的產(chǎn)生和變化的因素常常也很多。為了弄清事物變化的原因和規(guī)律，必須設法把其中的一個或幾個因素用人為的方法控制起來，使它保持不變，然后來比較、研究其他兩個變量之間的關系，這是一種研究問題的科學方法。

例如物體吸收熱量溫度會升高，溫度升高多少是由多個因素決定的，跟吸收的熱量、物體的質量以及組成物體的物質性質有關。在研究時，可以先使一些因素保持不變，如在物質相同、質量相同的情況下，觀察物體溫度升高跟所吸收熱量的關系；接著再研究同種物質，不同質量的物體吸收相等熱量時，溫度升高跟質量的關系等等，從而得出物體溫度升高跟所吸收的熱量、物體的質量和組成物體的物質性質的關系?？刂谱兞康目茖W方法在物理學的研究中是經(jīng)常使用的。

這個實驗是按以下步驟進行的：

先把容器A浸沒在冰水混和物中，這時容器A中的空氣溫度為0℃，調節(jié)壓強計右臂的位置，使兩臂內水銀面位于同一高度，這時容器A中的空氣壓強就等于大氣壓強，記下壓強計左臂內水銀面的位置B，這就是0℃時容器A內空氣體積V0的一個標記[圖2－8(a)]。

然后將燒杯中的冰水混和物倒去，換成熱水，經(jīng)攪拌器攪拌后，讀取熱水溫度，即為容器A中空氣的溫度。容器A中的空氣受熱后壓強增大，體積也變大，這時壓強計兩臂內的水銀面的高度差并不表示氣體體積不變時的壓強增加量，必須提起壓強計的可動臂(右臂)，使左臂內水銀面回到位置B，增大容器A內空氣的壓強，以保持原來的空氣體積V0，這時，壓強計兩臂內的水銀面的高度差將變大，讀出這一高度差h，如圖2－8(b)所示，就可根據(jù)p=p0+ρgh，算出這一溫度下容器A中空氣的壓強。

實驗時每一次改變熱水溫度后，都必須重新調節(jié)壓強計可動臂的高度，使容器A中的空氣體積保持不變，并應記錄每一次改變溫度后，容器中空氣的溫度值和相應的壓強值。