對高中物理實驗數(shù)據(jù)處理方法的幾點研究

1、對高中物理實驗數(shù)據(jù)處理方法的幾點研究論文:高中 實驗 數(shù)據(jù)處理方法論文:物理實驗測得的數(shù)據(jù),必須經(jīng)過科學的分析和處理,才能揭示出各物理最之間的關(guān)系。就高中物理實驗常用數(shù)據(jù)的處理方法進行分析,以期對物理實驗教學有所幫助。實驗是物的重要組成局部,是物理教學不可缺少的環(huán)節(jié)。但學生在實際操作與處理中。往往容易在實驗數(shù)據(jù)上出現(xiàn)錯誤,究其原因是學生沒有牢固掌握數(shù)據(jù)處理的方法,不求甚解,一知半解,更不用說觸類旁通了。根據(jù)我的教學經(jīng)驗,提出幾種處理方法。(下面提出幾種數(shù)據(jù)處理方法,供大家參考)一、平均法平均法是指對待測物理量進行很屢次的測量,把測量的值相加再除以測量次數(shù),或把每一次的測量值用固定的算式分別進行

2、計算再求出結(jié)果,再把結(jié)果相加除以測量次數(shù),最后取其平均值。這種方法就叫做平均法。1.平均法的使用原理:每一次的測量因為多方面的因素都會不一樣,測量值偏大或偏小,但其偏大或偏小的時機與程度往往均等,所以需要進行屢次測量,再求其平均值,這樣的測量值才會更真實、科學,有說服性。2.數(shù)據(jù)的處理(1)如果所求的結(jié)果是經(jīng)過直接測量所得,應(yīng)使用平均法。如“測定金屬電阻率的實驗,在測定金屬絲的直徑d時,用“螺旋測微器在金屬絲的三個不同點上分別進行測量,然后取三次的測量結(jié)果,其平均值就是最后的直徑。(2)如果所求的結(jié)果不能經(jīng)過直接測量得出,那么要依據(jù)其實驗的原理屢次進行計算待測物理量的值,最終結(jié)果要把屢次測量的

3、物理量的值相加得出平均值?！坝脝螖[測重力加速度是個很典型的實驗,求單擺周期的步驟如下:把單擺往一個方向拉開一個小角度,讓小球順利擺動,這時測出單擺完成n(20-30)次全振動的時間t,用公式T=t/n計算得出小球完成一次全振動的周期,這個步驟重復(fù)3次,用公式T=(T1+T2+T1)/3算出平均值,即求出單擺的振動周期。二、描跡法描跡法是指通過假設(shè)干次描點、頻閃照相、用打點計時器打點等記錄形式,直觀形象地顯現(xiàn)實驗結(jié)果的方法。如,在進行“平拋物體的運動這個實驗時,可以用頻閃照相的方式記錄小球的運動軌跡;在進行“勻變速直線運動實驗時,用打點計時器記錄運動情況。在使用描跡法時,以下幾個方面要高度注意:

4、1.在結(jié)果出來之前,應(yīng)仔細觀察、分析結(jié)果,去掉誤差太大的數(shù)值。假設(shè)中間出現(xiàn)個別的點偏離正常位置很遠,有可能是偶然因素導致,應(yīng)舍棄該點再重復(fù)進行實驗,分析記錄結(jié)果。如,在“勻變速直線運動的實驗中進行紙帶選取的時候,首先多打出幾條紙帶,選擇打點最清楚的一條進行研究分析,分析時一般去掉前面相對密集的點,在后面找出一個點作為開始的點。2.假設(shè)要根據(jù)記錄的點進行描線,那么應(yīng)描平滑的實線,并盡可能讓更多的記錄點通過平滑線或靠近平滑線,而且這些記錄點要在平滑線的兩側(cè)均勻分布,不能在描線的過程中出現(xiàn)折線。3.為了使描述的結(jié)果比擬精確,實驗中記錄的點不能太少,并且要在所描范圍內(nèi)合理、均勻分布。三、圖像法圖像法因

5、其直觀、形象、容易操作的特點被廣泛應(yīng)用于物理實驗中,又被稱為作圖法,顧名思義是指在坐標紙上把實驗數(shù)據(jù)之間的對應(yīng)關(guān)系連成圖線,由圖線得出相應(yīng)物理量之間的關(guān)系,并由此進一步得出實驗結(jié)果。用圖像法處理實驗數(shù)據(jù)的步驟如下:1.將測量的數(shù)據(jù)列表歸類整理。2.在坐標紙上以相應(yīng)的物理量為橫軸、縱軸建立坐標系,并定出標度。3.描點。4.連線:連線要遵循三個原那么,一條直線上要描上盡可能多的點;其余的點要均勻分布兩側(cè);離描線太遠的點直接去掉。遵循這種連線原那么處理數(shù)據(jù),與屢次測量取平均值殊途同歸(但由于去掉偶然誤差過大的數(shù)據(jù)點。使得結(jié)果比平均值法更加精確些)。5.注明圖像的名稱、制圖時間及其他說明:中學物理實驗

6、運用圖像法,一般情況下會得出y=kx+b形式的一次函數(shù)關(guān)系,即結(jié)果是一條直線(一次函數(shù)擬合),圖線畫出后,可以用圖線與坐標軸上的截距求出相應(yīng)的物理量,也可以用圖線的斜率或者用圖線圍成的面積求出相應(yīng)物理量,還可以用圖線反響一定的物理規(guī)律。如果描出的數(shù)據(jù)點連成了一條曲線。那么應(yīng)變換物理量,最終要得到一條直線(一次函數(shù))。如,在驗證“牛頓第二定律的實驗中,在研究“外力一定時物體的加速度和物質(zhì)的質(zhì)量之間的關(guān)系時,假假設(shè)a為縱坐標,m為橫坐標,連接各數(shù)據(jù)點后得到一條曲線,實驗結(jié)論就不會精確;但假設(shè)以1/m為橫坐標軸,連接各數(shù)據(jù)點那么根本上可以畫出一條過原點的直線,即得出正確的結(jié)論:外力一定時,物體的加速

7、度a與物體的質(zhì)量m成反比,即物體的加速度a與物體的質(zhì)量m的倒數(shù)成正比。通過變換,完成了化曲線為直線,更直觀、快捷地得出實驗結(jié)果。四、直接比擬法在做一些物理實驗時。物理量之間的關(guān)系只需要定性地去確定,或把實驗結(jié)果與標準值進行比擬那么可求出實驗結(jié)論,都可以采用直接比擬法。如,在“互成角度的兩個共點力的合成實驗中,可將實驗中測得的合力與根據(jù)實驗畫出的平行四邊形對角線兩矢量的大小與方向進行直接比擬,就可以確定驗證平行四邊形定那么的目的是否已經(jīng)到達了。五、輔助處理數(shù)據(jù)信息技術(shù)已被廣泛運用到物理教學課堂上,也被廣闊師生所接收,中學生的計算機水平日益提高,已能熟練運用計算機記錄與處理數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)的圖像進行分析等。計算機中的Excel軟件功能非常強大,能夠進行大量的數(shù)據(jù)記錄與處理,還能畫出物理實驗中比擬實用的x-y散點圖,能夠進行一次函數(shù)、冪函數(shù)以及擬合,求出相應(yīng)的函數(shù)系數(shù),從而得出物理量的值?？傊?在高中物理實驗教學中引導學生學會合理使用數(shù)據(jù)處理方法。這樣可以盡可能地減少學生在實驗中的系統(tǒng)誤差和過失誤差,學生運用正確的分析方法,同時使其學會對實驗結(jié)果的正確評估和描述。1劉本才.物理實驗數(shù)據(jù)的處理方法J.實驗教學與儀器,2019(6).2李潮銳.實驗數(shù)據(jù)處理方法的合理選擇J.實驗技術(shù)與.2019(4).3李潮銳.再談實驗數(shù)據(jù)處理方法的合理選擇J.實驗技術(shù)與管理.