物理實驗方法與你成功必然聯(lián)系省名師優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎課件市賽課一等獎課件

歡迎新同學第1頁物理實驗方法與你成功必然聯(lián)系張戰(zhàn)士主講教師：物理實驗緒論課第2頁請看：第3頁做好預習，按時上課。尊守紀律，禁止嘮嗑。

尊重老師，好問刻苦。獨立完成，細心無誤。養(yǎng)好習慣，完成任務。學生實驗守則第4頁紀律要求：上課時間：早晨10:20-12:35下午14:00-16:1516:30-18:45嚴格考勤制度,遲到考勤分為零！不得無故缺課，有特殊情況必須事先請，不然不安排補做。一次沒來且不補做，期末總評不及格！注意事項：

禁止穿

入試驗室，上課關(guān)機，第5頁選一名物理試驗課代表，職責有三條

A、與老師經(jīng)常保持聯(lián)絡，及時反應物理試驗教學上問題和要求。B、每次試驗前收齊上次試驗匯報交給老師并發(fā)回老師改好實驗匯報。C、每次安排5名同學試驗結(jié)束后幫助老師整理課室。試驗匯報最好用物理試驗中心統(tǒng)一印制試驗匯報紙和坐標紙。第6頁實驗課設置：總學時48學時第一學期：24學時第二學期：24學時緒論3學時實驗21學時實驗21學時考試3學時第7頁要求：課前預習課堂操作試驗匯報試驗目標、試驗原理、試驗方法調(diào)整儀器裝置觀察試驗現(xiàn)象學習排除故障測讀試驗數(shù)據(jù)完成試驗匯報數(shù)據(jù)處理誤差分析問題討論等考勤預習課堂操作10﹪40﹪50﹪10﹪5﹪30﹪5﹪成績評定創(chuàng)新和閃光點第8頁綜合應用知識能力定位大學物理試驗是對學生進行科學試驗基本訓練一門獨立設置必修主要基礎(chǔ)考試課程。目標撰寫科技論文能力培養(yǎng)科學試驗素養(yǎng)第9頁耐心－內(nèi)心平靜那才是永遠。恒心－有志者立長志。細心－差以毫厘，謬以千里。(《漢書》)熱心－經(jīng)驗告訴我們：成功和能力關(guān)系少，和充滿熱情關(guān)系大?；ㄐ模┯^而約取,厚積而薄發(fā)。(蘇軾)

怎樣學好這門課？做個有人！心第10頁預習報告內(nèi)容試驗原理部分文字在400字左右，要有原理圖、試驗電路圖、主要公式，并注明各物理量意義和單位。目標……原理……儀器……試驗步驟……表格……第11頁

試驗中，要恪守試驗室規(guī)章制度；要能正確地調(diào)整儀器、連接線路；發(fā)覺故障并能學習排除故障；能正確地顯示試驗現(xiàn)象；能正確地統(tǒng)計數(shù)據(jù)；操作時要嚴格恪守操作規(guī)程和安全試驗操作第12頁統(tǒng)計數(shù)據(jù)必須實事求是，原始數(shù)據(jù)要用鋼筆書寫，不能用鉛筆，不得涂改。試驗完成，數(shù)據(jù)須交指導老師檢驗審閱并簽字。數(shù)據(jù)統(tǒng)計第13頁預習匯報問題討論操作&數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理作圖結(jié)論完整的實驗報告教師簽過字試驗原始數(shù)據(jù)紙（附在試驗匯報末）不準剽竊數(shù)據(jù)和試驗匯報，不然均做零分處理。

第14頁試驗科學基礎(chǔ)理論測量和誤差有效數(shù)字數(shù)據(jù)處理第15頁誤差理論試驗結(jié)果都含有誤差,自始至終存在于一切科學試驗過程中，而且貫通于整個測量過程一直。誤差存在是絕正確，誤差大小則是相正確。第16頁測量所謂測量，就是把待測物理量與一個被選作標準同類物理量進行比較，以確定它是標準量多少倍。例子：2.3cm；24.6s第17頁

在人類發(fā)展歷史上，不一樣時期，不一樣國家，乃至不一樣地域，同一個物理量有許多不一樣計量單位。如長度單位就分別有碼、英尺、市尺和米等。為了便于際交流，國際計量大會于1990年確定了國際單位制（SI），它要求了以米、千克、秒、安培、開爾文、摩爾、坎德拉作為基本單位，其它物理量(如力、能量、電壓、磁感應強度等）均作為這些基本單位導出單位。第18頁測量分類

直接測量

間接測量第19頁234567890直接測量

可直接從測量儀器（或量具）上讀出待測量值

第20頁間接測量

由直接測量量取得相關(guān)數(shù)據(jù)，再用已知函數(shù)關(guān)系經(jīng)過運算才能得到待測量量值。如：測元柱體體積

hd第21頁誤差分類系統(tǒng)誤差隨機誤差過失誤差第22頁系統(tǒng)誤差因為偏離測量要求條件，或因為測量方法所引入原因，而引發(fā)有確定規(guī)律誤差，稱為系統(tǒng)誤差。第23頁天平不等臂所造成系統(tǒng)誤差儀器誤差第24頁

意大利科學家伽利略在比薩斜塔上做鐵球落地試驗。兩個不一樣重量鐵球從高處落下，同時著地說明理論在普通情況下都能較準確地反應物體真實運動規(guī)律公式（忽略了空氣阻力等）第25頁

系統(tǒng)誤差特點：

增加測量次數(shù)誤差不能降低，只能從方法、理論儀器等方面改進與修正來實現(xiàn)。表現(xiàn)出恒偏大、恒偏小或周期性特點。

分類處理方法

已定系統(tǒng)誤差：修正未定系統(tǒng)誤差：預計第26頁定義：在實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）屢次測量同一量時，每次測量值還不可能一樣，誤差絕對值改變時大時小，符號時正時負，含有偶然性而沒有確定規(guī)律，也不能夠預定，但含有抵償性誤差。產(chǎn)生原因：

試驗條件和環(huán)境原因無規(guī)則起伏改變，引發(fā)測量值圍繞真值發(fā)生漲落改變。隨機誤差（偶然誤差）第27頁(1)、單峰性：絕對值小誤差出現(xiàn)概率比絕對值大誤差出現(xiàn)概率大。(2)、有界性：絕對值很大誤差出現(xiàn)概率趨零(3)、對稱性：絕對值相等正負誤差出現(xiàn)概率相等。(4)、抵償性：因為隨機誤差在各項測量中單個無規(guī)性，造成了它們和有正負相消機會，伴隨次數(shù)增加，偶然誤差算術(shù)平均值隨測量次數(shù)增加而趨于零。隨機誤差特點第28頁過失誤差（粗差）定義：顯著歪曲測量結(jié)果誤差。測量中，應防止粗差出現(xiàn)。處理數(shù)據(jù)時，先將其剔除。

第29頁測量結(jié)果評價精密度準確度準確度是對測量數(shù)據(jù)精密度和準確度綜合評定。準確度高，說明測量數(shù)據(jù)比較集中而且靠近真值。即測量隨機誤差與系統(tǒng)誤差都比較小。表示重復測量所得數(shù)據(jù)相互靠近程度。測量結(jié)果精密度高，說明所得結(jié)果重復性好，測量誤差分布密集，也就是隨機誤差小。表示測量數(shù)據(jù)平均值與真值靠近程度。準確度高，說明測量值靠近真值程度好，即系統(tǒng)誤差小第30頁（a)精密度高,準確度低(b)精密度低,準確度高(c)精密度低,準確度低(d)精密度高,準確度高第31頁

真值定義：在某一時刻和位置或狀態(tài)下某量效應表達出客觀值或?qū)嶋H值。絕對真值——永遠不可知理論真值——僅存在于純理論之中指定真值——國際計量大會決議（7個基本物理量）第32頁hh1=176.33cm176.36cm176.38cm176.35cm176.34cm176.37cmh2=h5=h3=h4=h6=第33頁=176.37

=176.37

0.02(cm)

=0.02(cm)

=第34頁該怎樣描述一個物理量？算術(shù)平均值:

算術(shù)平均值絕對誤差第35頁各測量值誤差平方和平均值平方根

標準誤差ｎ次測量算術(shù)平均值標準誤差為（試驗中以此式用得最多，最普遍）。第36頁標準偏差物理意義

若測量標準誤差很小，則測得值離散性小，重復測量所得結(jié)果相互靠近，測量精密度高；假如

很大，誤差分布范圍就較寬，說明測得值離散性大，測量精密度低。

第37頁標準誤差結(jié)果表示絕對誤差結(jié)果表示第38頁相對誤差絕對誤差與其測量值比稱為相對誤差，換算成百分數(shù)稱為百分誤差。有理論值試驗中：第39頁

最大誤差傳遞第40頁已知x=(34.5±0.2)m，y

=(12.4±0.3)m

=(12.4±0.3)m,求N=x+y，并寫出最終結(jié)果表示式.第41頁數(shù)據(jù)處理基本方法

1、列表法2、作圖法

3、逐差法

4、最小二乘法第42頁列表法傳統(tǒng)焦利秤測定液體表面張力系數(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)相對誤差E＝1.2%0.05917N

m-1標準誤差±0.0007簡明，便于表示對應關(guān)系，處理數(shù)據(jù)方便。寫明表序號和名稱，標明物理量、單位及數(shù)量級。表中所列數(shù)據(jù)應是正確反應結(jié)果有效數(shù)字。試驗說明和必要試驗條件記在表外。第43頁依據(jù)各變量之間改變規(guī)律，選擇對應類型坐標紙。正確選擇坐標百分比和原點，滿圖紙作圖。對坐標軸標度時應使數(shù)據(jù)最末位可靠數(shù)字與坐標紙中最小分度對應。寫明圖名、各坐標軸所代表物理量、單位、數(shù)值數(shù)量級等。電壓（v)11.321.230.439.650.1電流(mA)0.821.752.883.794.90?????

(10.0,0.60)(48.0,4.70)4.5v作圖法第44頁

作圖法應用b注意：計算斜率時選取距離盡可能遠兩點，且不能用原始數(shù)據(jù)點！橫坐標起點不為零第45頁不妥圖例展示：nλ(nm)1.6500500.0700.01.67001.66001.70001.69001.6800600.0400.0玻璃材料色散曲線圖更正為：曲線太粗，不均勻，不光滑。應該用直尺、曲線板等工具把試驗點連成光滑、均勻細實線nλ(nm)1.6500500.0700.01.67001.66001.70001.69001.6800600.0400.0玻璃材料色散曲線圖?第46頁橫軸坐標分度選取不妥。橫軸以3cm代表1V，使作圖和讀圖都很困難。實際在選擇坐標分度值時，應既滿足有效數(shù)字要求又便于作圖和讀圖，普通以1mm代表量值是10整數(shù)次冪或是其2倍或5倍。I(mA)U(V)o1.002.003.004.008.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.00電學元件伏安特征曲線I(mA)U(V)02.008.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.001.003.00電學元件伏安特征曲線第47頁請看：第48頁

某人用彈簧振子測彈簧勁度，振子質(zhì)量為１ｍ、２ｍ、……、８ｍ時測得伸長位置坐標為ｘ１、ｘ２、……、ｘ８，依據(jù)虎克定律得逐差法第49頁假如簡單地計算每一個

x相加算術(shù)平均值，第50頁要想充分地、最大程度地利用所測得數(shù)據(jù)，保持屢次測量優(yōu)點，降低測量誤差，則必須要使用逐差法求Δｘ平均值。ｘiｘ+i=x(n/2)+iｘ4+i-ｘiｘ１ｘ5Y1=ｘ5-ｘ1ｘ2ｘ6Y2=ｘ6-ｘ2ｘ３ｘ7Y3=ｘ7-ｘ3ｘ４ｘ８Y4=ｘ8-ｘ4第51頁逐差法優(yōu)點：利用逐差法求物理量，能夠充分利用數(shù)據(jù)，消除一些定值系統(tǒng)誤差，減小隨機誤差影響第52頁最小二乘法是一個比較準確曲線擬正當,它主要原理是：若能找到一條最正確擬合曲線那么各測量值與這條擬合曲線上對應點之差平方和應是最小。

最小二乘法y=b+kx

斜率

[回歸分析]第53頁有效數(shù)字測量結(jié)果＝數(shù)據(jù)＋單位

觀察值

誤差界

準確數(shù)＋欠準數(shù)

全部準確數(shù)＋１位欠準確數(shù)＝有效數(shù)字

第54頁（3）此時刻度讀數(shù)為90.70厘米（4）此時刻度讀數(shù)為90.8厘米所以，我們可得出其定義：有效數(shù)字實際是由表征測量結(jié)果可靠數(shù)與可疑數(shù)組成。可疑數(shù)字在有效數(shù)字中普通只有一位。有效數(shù)字位數(shù)與所用儀器精度相關(guān)。第55頁有效數(shù)字特點（1）位數(shù)與小數(shù)點位置無關(guān)。35.76cm=0.3576m=0.0003576km（2）0地位0.00035763.0053.000都是四位（3）科學計數(shù)法第56頁（4）有效數(shù)字不能隨意增減，如數(shù)據(jù)0.01370中前面兩個“0”不是有效數(shù)字,而末尾“0”是有效數(shù)字，它與1、3、7三個數(shù)含有同等地位。故末尾“0”不能去掉。（5）單位換算過程中有效數(shù)字位數(shù)不應改變。如15cm長度換算為mm表示時，應寫：15cm＝1.5×101mm，而不能寫成150mm。第57頁測量結(jié)果截取有效數(shù)字位數(shù)由絕對誤差決定。要求：絕對誤差只?。蔽挥行?shù)字；相對誤差最多能夠?。参弧y量結(jié)果有效數(shù)字最末位應與誤差所在位對齊。如L=6.24±0.02cm是正確，而L=6.2±0.02cm或L=6.243±0.02cm都是錯誤。第58頁直接測量量數(shù)據(jù)處理舉例

對某量測量6次,測量值分別為9.1809.1939.2679.2519.2669.239(cm)cm計算最終結(jié)果：｛絕對誤差保留1位,且使平均值最終一位與之對齊（相對誤差）（標準誤差）第59頁

123456789四舍六入，五看奇偶，前奇入，前偶舍。比如:

舍入為；舍入為

舍入為；舍入為

等等。(加橫劃者為可疑數(shù)字)。不過，對于五看奇偶在舍入之前必須看舍入位（5）之后有沒有數(shù)字，比如46.452要保留3位有效數(shù)字時，就應該舍入為46.5

舍入規(guī)則：第60頁有效數(shù)字運算規(guī)則：

有效數(shù)字