物理實(shí)驗(yàn)方法與你成功必然聯(lián)系

1、張戰(zhàn)士張戰(zhàn)士主講教師：主講教師：做好預(yù)習(xí)，按時(shí)上課。尊守紀(jì)律，嚴(yán)禁嘮嗑。 尊重老師，好問刻苦。獨(dú)立完成，細(xì)心無誤。養(yǎng)好習(xí)慣，完成任務(wù)。 上課時(shí)間：上課時(shí)間： 上午上午 10:20-12:35 下午下午 14:00-16:15 16:30-18:45嚴(yán)格考勤制度, 遲到考勤分為零！不得無故缺課，有特殊情況必須事先請(qǐng)，否則不安排補(bǔ)做。一次沒來且不補(bǔ)做，期末總評(píng)不及格！ 禁止穿 入實(shí)驗(yàn)室，上課 關(guān)機(jī)，選一名物理實(shí)驗(yàn)課代表，職責(zé)有三條選一名物理實(shí)驗(yàn)課代表，職責(zé)有三條 a、與老師經(jīng)常保持聯(lián)系，及時(shí)反映物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)上的問題和要求。、與老師經(jīng)常保持聯(lián)系，及時(shí)反映物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)上的問題和要求。b、每次實(shí)驗(yàn)前收齊

2、上次的實(shí)驗(yàn)報(bào)告交給老師并發(fā)回老師改好的實(shí)、每次實(shí)驗(yàn)前收齊上次的實(shí)驗(yàn)報(bào)告交給老師并發(fā)回老師改好的實(shí) 驗(yàn)報(bào)告。驗(yàn)報(bào)告。c、每次安排、每次安排5名同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后協(xié)助老師整理課室。名同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后協(xié)助老師整理課室。實(shí)驗(yàn)報(bào)告最好用物理實(shí)驗(yàn)中心統(tǒng)一印制的實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙和坐標(biāo)紙。實(shí)驗(yàn)報(bào)告最好用物理實(shí)驗(yàn)中心統(tǒng)一印制的實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙和坐標(biāo)紙?？倢W(xué)時(shí)總學(xué)時(shí)48學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)第一學(xué)期：第一學(xué)期：24學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)第二學(xué)期：第二學(xué)期：24學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)緒論緒論3學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)21學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)21學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)考試考試3學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)課前預(yù)習(xí)課堂操作實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法調(diào)整儀器裝置觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象學(xué)習(xí)排除故障測讀實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)處

3、理誤差分析問題的討論等考勤預(yù)習(xí)課堂操作10405010 5 305成績?cè)u(píng)定成績?cè)u(píng)定創(chuàng)新和閃光點(diǎn)綜合應(yīng)用知識(shí)的能力定位定位大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的一門獨(dú)立設(shè)置必修的重要基礎(chǔ)考試課程。目標(biāo)目標(biāo)撰寫科技論文的能力培養(yǎng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的素養(yǎng)怎樣學(xué)好這門課？怎樣學(xué)好這門課？做個(gè)有 人！心實(shí)驗(yàn)原理部分的文字在實(shí)驗(yàn)原理部分的文字在400400字左右，要有原理字左右，要有原理圖、實(shí)驗(yàn)電路圖、主要的公式，并注明各物圖、實(shí)驗(yàn)電路圖、主要的公式，并注明各物理量的意義和單位。理量的意義和單位。原理原理儀器儀器實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟表格表格預(yù)習(xí)報(bào)告問題討論操作&數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理作圖結(jié)論教師簽過字教師簽過字的實(shí)驗(yàn)原始的實(shí)

4、驗(yàn)原始數(shù)據(jù)紙（附數(shù)據(jù)紙（附在實(shí)驗(yàn)報(bào)告在實(shí)驗(yàn)報(bào)告末）末）不準(zhǔn)抄襲數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，否則均做零分處理。不準(zhǔn)抄襲數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，否則均做零分處理。實(shí)驗(yàn)科學(xué)的基礎(chǔ)理論測量和誤差測量和誤差有效數(shù)字有效數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理測量測量直接測量間接測量234567890直接測量直接測量 可直接從測量儀器（或量具）上讀出待測量的值可直接從測量儀器（或量具）上讀出待測量的值間接測量hdhdv241誤差分類誤差分類系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差過失誤差過失誤差系統(tǒng)誤差由于偏離測量規(guī)定條件，或由于測量方法所引入的因素，而引起的有確定規(guī) 律的誤差，稱為系統(tǒng)誤差。天平不等臂所造成的系統(tǒng)誤差天平不等臂所造成的系統(tǒng)誤差儀器誤差

5、儀器誤差221gth 公式公式（忽略了空氣阻力等）（忽略了空氣阻力等）系統(tǒng)誤差特點(diǎn)：系統(tǒng)誤差特點(diǎn)：增加測量次數(shù)誤差不能減少，只能從方增加測量次數(shù)誤差不能減少，只能從方法、理論儀器等方面的改進(jìn)與修正來實(shí)現(xiàn)。法、理論儀器等方面的改進(jìn)與修正來實(shí)現(xiàn)。表現(xiàn)出恒偏大、恒偏小或周期性的特點(diǎn)。表現(xiàn)出恒偏大、恒偏小或周期性的特點(diǎn)。 定義：定義： 在實(shí)際相同條件下即使每次都消除了系在實(shí)際相同條件下即使每次都消除了系統(tǒng)誤差（假定已全部消除）多次測量同一量時(shí)，統(tǒng)誤差（假定已全部消除）多次測量同一量時(shí)，每次測量值還不可能一樣，誤差的絕對(duì)值的變每次測量值還不可能一樣，誤差的絕對(duì)值的變化時(shí)大時(shí)小，符號(hào)時(shí)正時(shí)負(fù)，具有偶然性而

6、沒化時(shí)大時(shí)小，符號(hào)時(shí)正時(shí)負(fù)，具有偶然性而沒有確定的規(guī)律，也不可以預(yù)定，但具有抵償性有確定的規(guī)律，也不可以預(yù)定，但具有抵償性的誤差。的誤差。產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因： 實(shí)驗(yàn)條件和環(huán)境因素?zé)o規(guī)則的起伏變化，實(shí)驗(yàn)條件和環(huán)境因素?zé)o規(guī)則的起伏變化，引起測量值圍繞真值發(fā)生漲落的變化。引起測量值圍繞真值發(fā)生漲落的變化。隨機(jī)誤差（偶然誤差）隨機(jī)誤差（偶然誤差）(1)(1)、單峰性單峰性：絕對(duì)值小的誤差出現(xiàn)的概率比絕對(duì)值：絕對(duì)值小的誤差出現(xiàn)的概率比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的概率大。大的誤差出現(xiàn)的概率大。(2)(2)、有界性有界性：絕對(duì)值很大的誤差出現(xiàn)的概率趨零：絕對(duì)值很大的誤差出現(xiàn)的概率趨零(3)(3)、對(duì)稱性對(duì)稱性：絕對(duì)

7、值相等的正負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相：絕對(duì)值相等的正負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相等。等。(4)(4)、抵償性抵償性：由于隨機(jī)誤差在各項(xiàng)測量中的單個(gè)無：由于隨機(jī)誤差在各項(xiàng)測量中的單個(gè)無規(guī)性，導(dǎo)致了它們的和有正負(fù)相消的機(jī)會(huì)，隨著次數(shù)規(guī)性，導(dǎo)致了它們的和有正負(fù)相消的機(jī)會(huì)，隨著次數(shù)的增加，偶然誤差的算術(shù)平均值隨測量次數(shù)的增加而的增加，偶然誤差的算術(shù)平均值隨測量次數(shù)的增加而趨于零。趨于零。 隨機(jī)誤差的特點(diǎn)隨機(jī)誤差的特點(diǎn) 過失誤差（粗差）過失誤差（粗差）定義：明顯歪曲測量結(jié)果的誤差。測量中，定義：明顯歪曲測量結(jié)果的誤差。測量中， 應(yīng)避免粗差的出現(xiàn)。處理數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)避免粗差的出現(xiàn)。處理數(shù)據(jù)時(shí)， 先將其剔除。先將其剔除。（a)a

8、)精密度高精密度高, ,準(zhǔn)確度低準(zhǔn)確度低(b)(b)精密度低精密度低, ,準(zhǔn)確度高準(zhǔn)確度高(c)(c)精密度低精密度低, ,準(zhǔn)確度低準(zhǔn)確度低(d)(d)精密度高精密度高, ,準(zhǔn)確度高準(zhǔn)確度高 真值真值hh1=176.33cm176.36cm176.38cm176.35cm176.34cm176.37cmh2=h5=h3=h4=h6= 61165432111hhhhhhhhnhnhniiniih h h h6654321hhhhhh 算術(shù)平均值算術(shù)平均值:11niixxn的算術(shù)平均值的算術(shù)平均值nxxxxxnxnxnniinii211111ixxxx絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差xxxx 各測量值誤差的平各測

9、量值誤差的平方和平均值的平方方和平均值的平方根根 nxxnii12)(標(biāo)準(zhǔn)誤差次測量的算術(shù)平均次測量的算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差為（實(shí)值的標(biāo)準(zhǔn)誤差為（實(shí)驗(yàn)中以此式用得最多，驗(yàn)中以此式用得最多，最普遍）。最普遍）。) 1()(12nnxxnniixx標(biāo)準(zhǔn)偏差的物理意義標(biāo)準(zhǔn)偏差的物理意義 若測量的標(biāo)準(zhǔn)誤差很小，則測得值的離散性小，重復(fù)測量所得的結(jié)果相互接近，測量的精密度高測量的精密度高； 如果很大，誤差分布的范圍就較寬，說明測得值的離散性大，測量的精密度低。 xxx xxx 標(biāo)準(zhǔn)誤差結(jié)果表示絕對(duì)誤差結(jié)果表示相對(duì)誤差相對(duì)誤差%100 xxer%100 xexr%100理論值（或標(biāo)準(zhǔn)值）理論值（或標(biāo)準(zhǔn)值）測

10、量值re絕對(duì)誤差與其測量值的比稱為相對(duì)誤差，換算絕對(duì)誤差與其測量值的比稱為相對(duì)誤差，換算成百分?jǐn)?shù)稱為百分誤差。成百分?jǐn)?shù)稱為百分誤差。有理論值的實(shí)驗(yàn)中：有理論值的實(shí)驗(yàn)中： 最大誤差的傳遞yxn22yxnyxn已知已知x =(34.5x =(34.50.2)m0.2)m，y y =(12.40.3)m =(12.4=(12.40.3)m0.3)m, ,求求n =n =x x+ +y y，并寫出最后，并寫出最后結(jié)果表達(dá)式結(jié)果表達(dá)式. .)( 9 .464 .125 .34myxn)( 5 . 03 . 02 . 0myxn mnnn)5 . 09 .46( 數(shù)據(jù)處理基本方法數(shù)據(jù)處理基本方法 1 1、

11、列表法、列表法 2 2、作圖法、作圖法 3 3、逐差法、逐差法 4 4、最小二乘法、最小二乘法傳統(tǒng)的焦利秤測定液體的表面張力系數(shù)次數(shù)12345 /m7.457.457.457.537.23 /m8.098.068.098.057.84 /m0.640.610.640.520.61表面張力系數(shù) 相對(duì)誤差 e1.2% 0.05917 nm-1 標(biāo)準(zhǔn)誤差0.00072010l210l2010 ）（ll簡明，便于表示對(duì)應(yīng)關(guān)系，處理數(shù)據(jù)方便。寫明表的序號(hào)和名簡明，便于表示對(duì)應(yīng)關(guān)系，處理數(shù)據(jù)方便。寫明表的序號(hào)和名 稱，標(biāo)明物理量、單位及數(shù)量級(jí)。表中所列數(shù)據(jù)應(yīng)是正確反映稱，標(biāo)明物理量、單位及數(shù)量級(jí)。表中所列

12、數(shù)據(jù)應(yīng)是正確反映結(jié)果的有效數(shù)字。實(shí)驗(yàn)說明和必要的實(shí)驗(yàn)條件記在表外。結(jié)果的有效數(shù)字。實(shí)驗(yàn)說明和必要的實(shí)驗(yàn)條件記在表外。根據(jù)各變量之間的變化規(guī)律，選擇相應(yīng)類型的坐標(biāo)紙。正確選擇坐標(biāo)比例和原點(diǎn)，滿圖紙作圖。對(duì)坐標(biāo)軸標(biāo)度時(shí)應(yīng)使數(shù)據(jù)的最末位可靠數(shù)字與坐標(biāo)紙中最小分度對(duì)應(yīng)。寫明圖名、各坐標(biāo)軸所代表的物理量、單位、數(shù)值的數(shù)量級(jí)等。(10.0,0.60)(48.0,4.70)4.5vvmak108. 00 .100 .4860. 070. 4vv5 . 40姓姓名名：班班級(jí)級(jí)：關(guān)關(guān)系系圖圖圖圖名名：實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)名名稱稱：伏伏安安特特實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)vi 作圖法作圖法作圖法的應(yīng)用作圖法的應(yīng)用 。求求截截距距求求斜斜率率直直

13、線線求求解解bxxyyk1212 11, yx 22, yxyxb注意：計(jì)算斜率時(shí)選用距離盡可能遠(yuǎn) 的兩點(diǎn)，且不能用原始數(shù)據(jù)點(diǎn)！橫坐標(biāo)起點(diǎn)不為零橫坐標(biāo)起點(diǎn)不為零122112xxyxyxb 不當(dāng)圖例展示不當(dāng)圖例展示：n(nm)1.6500500.0700.01.67001.66001.70001.69001.6800600.0400.0玻璃材料色散曲線圖玻璃材料色散曲線圖改正為：改正為：曲線太粗，不均勻，不光滑。應(yīng)該用曲線太粗，不均勻，不光滑。應(yīng)該用直尺、曲線板等工具把實(shí)驗(yàn)點(diǎn)連成光直尺、曲線板等工具把實(shí)驗(yàn)點(diǎn)連成光滑、均勻的細(xì)實(shí)線滑、均勻的細(xì)實(shí)線n(nm)1.6500500.0700.01.670

14、01.66001.70001.69001.6800600.0400.0玻璃材料色散曲線圖玻璃材料色散曲線圖橫軸坐標(biāo)分度選取不當(dāng)。橫軸以橫軸坐標(biāo)分度選取不當(dāng)。橫軸以3 cm 代表代表1 v，使作圖和讀圖都很困難。實(shí)際在選擇坐使作圖和讀圖都很困難。實(shí)際在選擇坐標(biāo)分度值時(shí)，應(yīng)既滿足有效數(shù)字的要求又便標(biāo)分度值時(shí)，應(yīng)既滿足有效數(shù)字的要求又便于作圖和讀圖，一般以于作圖和讀圖，一般以1 mm 代表的量值是代表的量值是10的整數(shù)次冪或是其的整數(shù)次冪或是其2倍或倍或5倍。倍。i (ma)u (v)o o1.002.003.004.008.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006

15、.002.00電學(xué)元件伏安特性曲線電學(xué)元件伏安特性曲線i (ma)u (v)0 02.008.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.001.003.00 某人用彈簧振子測彈簧的勁度，振子質(zhì)量為、某人用彈簧振子測彈簧的勁度，振子質(zhì)量為、時(shí)測得伸長的位置坐標(biāo)為、時(shí)測得伸長的位置坐標(biāo)為、，根據(jù)虎克定律、，根據(jù)虎克定律 得得kxf xmgk 逐差法逐差法如果簡單地計(jì)算每一個(gè)如果簡單地計(jì)算每一個(gè) x x相加的算術(shù)平均值，相加的算術(shù)平均值，77,1818786756453423127654321787676565454343232121xxxxxxxxxxxx

16、xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx）（）（）（）（）（）（）（要想充分地、最大限度地利用所測得的數(shù)據(jù)，要想充分地、最大限度地利用所測得的數(shù)據(jù)，保持多次測量的優(yōu)點(diǎn)，減少測量誤差，則必須保持多次測量的優(yōu)點(diǎn)，減少測量誤差，則必須要使用逐差法求要使用逐差法求的平均值。的平均值。14444442)2(xmgxmgxmgxmgnxgimmink）44)()()()(44)()()()(4837261541483726154xxxxxxxxxxxxxxxxxxx 最小二乘法是一種比較精確的曲線擬合法,它的主要原理是：若能找到一條最佳的擬合曲線那么各測量值與這條擬合曲線上

17、對(duì)應(yīng)點(diǎn)之差的平方和應(yīng)是最小的。 最小二乘法y y = = b b + + kxkx 斜率斜率 kxynxyxnxiiniiniiiniiniin1111221()回歸分析回歸分析測量結(jié)果測量結(jié)果數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)單位單位 觀測值觀測值 誤差界誤差界 準(zhǔn)確數(shù)準(zhǔn)確數(shù)欠準(zhǔn)數(shù)欠準(zhǔn)數(shù) 全部準(zhǔn)確數(shù)位欠準(zhǔn)確數(shù)有效數(shù)字全部準(zhǔn)確數(shù)位欠準(zhǔn)確數(shù)有效數(shù)字 （3）此時(shí)刻度讀數(shù)為）此時(shí)刻度讀數(shù)為90.70厘米厘米（4）此時(shí)刻度讀數(shù)為）此時(shí)刻度讀數(shù)為90.8厘米厘米因此，我們可得出其定義：因此，我們可得出其定義：有效數(shù)字實(shí)際是由表征測量結(jié)果的有效數(shù)字實(shí)際是由表征測量結(jié)果的可靠數(shù)與可疑數(shù)組成的?？煽繑?shù)與可疑數(shù)組成的?？梢蓴?shù)字在有效數(shù)字

18、中一般只有一位?？梢蓴?shù)字在有效數(shù)字中一般只有一位。有效數(shù)字的位數(shù)與所用儀器的有效數(shù)字的位數(shù)與所用儀器的精度精度有關(guān)。有關(guān)。（1 1）位數(shù)與小數(shù)點(diǎn)的位置無關(guān)。）位數(shù)與小數(shù)點(diǎn)的位置無關(guān)。35.76cm = 0.3576m = 0.0003576km35.76cm = 0.3576m = 0.0003576km（2 2）0 0 的地位的地位0.0003576 3.005 3.000 0.0003576 3.005 3.000 都是四位都是四位342110627.610576.310576.3 h（3 3）科學(xué)計(jì)數(shù)法）科學(xué)計(jì)數(shù)法測量結(jié)果截取的有效數(shù)字位數(shù)由測量結(jié)果截取的有效數(shù)字位數(shù)由絕對(duì)誤差決定。絕對(duì)誤差決定。規(guī)定：絕對(duì)誤差規(guī)定：絕對(duì)誤差只取位有效數(shù)字；相對(duì)誤差最只取位有效數(shù)字；相對(duì)誤差最多可以取位。測量結(jié)果的有效多可以取位。測量結(jié)果的有效數(shù)字最末位應(yīng)與誤差所在位對(duì)齊。數(shù)