關(guān)于物理實(shí)驗(yàn)緒論培訓(xùn)課件

關(guān)于物理實(shí)驗(yàn)核實(shí)實(shí)驗(yàn)安排實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)：預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教程及實(shí)驗(yàn)報(bào)告中與本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的全部內(nèi)容。課堂實(shí)驗(yàn)帶實(shí)驗(yàn)教程、實(shí)驗(yàn)報(bào)告教師講解必須在了解儀器的工作原理、使用方法、注意事項(xiàng)的基礎(chǔ)上，方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

儀器安裝調(diào)試后經(jīng)教師檢查無誤后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)與教師溝通。完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告：當(dāng)堂完成儀器整理及實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生成績記錄完成實(shí)驗(yàn)一緒論注意：若“5”后有不為零的數(shù)則視為大于5，必入！如：取三位有效數(shù)字，結(jié)果為：取三位有效數(shù)字，結(jié)果為：取兩位有效數(shù)字，結(jié)果為：取一位有效數(shù)字，結(jié)果為：取一位有效數(shù)字，結(jié)果為：0.03“四舍六入五湊偶”數(shù)據(jù)處理法。如：取三位有效數(shù)字，結(jié)果為：取三位有效數(shù)字，結(jié)果為：取兩位有效數(shù)字，結(jié)果為：取一位有效數(shù)字，結(jié)果為：取一位有效數(shù)字，結(jié)果為：0.03如：取三位有效數(shù)字，結(jié)果為：取三位有效數(shù)字，結(jié)果為：取兩位有效數(shù)字，結(jié)果為：取一位有效數(shù)字，結(jié)果為：取一位有效數(shù)字，結(jié)果為：0.03實(shí)驗(yàn)一緒論測量的意義和分類測量直接測量：凡使用量具或儀器能直接測出待測量的測量。間接測量：在一系列直接測量的基礎(chǔ)上，必需通過函數(shù)計(jì)算才能得出待測量量值的測量。（伏-安法測電阻，單擺法測重力加速度……）測量：為確定被測量對象的量值而進(jìn)行的將待測量與標(biāo)準(zhǔn)同類量比較的過程。

科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本任務(wù)：對一系列量進(jìn)行科學(xué)測量。

真值N0：反映某一物理量客觀存在的量值。

測量的目的：追求測得真值，但真值是不可知的。誤差及其分類誤差ΔN：測量值與真值之間的差異。

誤差的分類：系統(tǒng)誤差、偶然誤差（隨機(jī)誤差）ΔN=N-N0

任何測量都不可避免的存在誤差，誤差的大小反映了測量的準(zhǔn)確程度。

由于真值不可知，誤差也就不可知，只能是合理的估算。誤差也稱不確定度。

若考慮到各種引起誤差的因素互相加強(qiáng)的不利情況，通常會(huì)將誤差估算大一些。

儀器誤差：儀器本身不完善引起誤差。（如零點(diǎn)未校準(zhǔn)；刻線、砝碼不準(zhǔn)……）

方法（理論）誤差：實(shí)驗(yàn)方法（理論）不完善引起誤差。（如空氣中物理天平稱重……）1.系統(tǒng)誤差：在相同實(shí)驗(yàn)條件下，測量誤差的數(shù)值保持不變或按某一確定的規(guī)律變化。例：圓游標(biāo)的偏心差問題（精度0.05○）。.轉(zhuǎn)軸2.偶然誤差（隨機(jī)誤差）：即便消除了系統(tǒng)誤差，各次測量值也將由于諸多偶然因素的影響而出現(xiàn)隨機(jī)的變化。多次測量的算術(shù)平均值：減小偶然誤差的基本方法：增加測量次數(shù)，多次測量取平均值。最佳值，近真值直接測量誤差的（估算）表示方法1、算術(shù)平均值

在相同條件下對某物理量N進(jìn)行了n次重復(fù)測量（等精度測量），其測量值分別為N1、N2、……

、Nn，則算術(shù)平均值為：近真值算術(shù)平均值最接近于真值，稱近真值（最佳值），并將它作為該實(shí)驗(yàn)測量的測量結(jié)果。2、平均絕對誤差各次測量值的絕對誤差：平均絕對誤差：將平均絕對誤差作為該實(shí)驗(yàn)測量的誤差。注意：都取絕對值！平均絕對誤差一般只取一位！3、相對誤差（百分誤差）4、測量結(jié)果的表示相對誤差一般取一到兩位數(shù)字！0.01253.2325例：用精度0.1mA的萬用表對某電流進(jìn)行等精度測量，4次測量值分別為：3.25mA,3.24mA,3.23mA和3.21mA。或0.3%特例：重復(fù)測量n次，若測量值恰巧不變絕對誤差估計(jì)為：儀器最小分度值的一半。例：用精度0.1mm的游標(biāo)卡尺測量某一物體的長度，3次測量值分別為：12.60mm,12.60mm,12.60mm其平均絕對誤差估計(jì)為：0.05mm5、單次測量誤差的估算絕對誤差估計(jì)為：儀器最小分度值的一半。間接測量的誤差計(jì)算（誤差傳遞）1、加減法運(yùn)算中的誤差若則結(jié)論：和差運(yùn)算的絕對誤差等于各直接測量量的絕對誤差之和。加減運(yùn)算:先計(jì)算絕對誤差，后計(jì)算相對誤差。2、乘除法運(yùn)算中的誤差若N=AB或N=A/B，可以證明：結(jié)論：乘除運(yùn)算的相對誤差等于各直接測量量的相對誤差之和乘除運(yùn)算:先計(jì)算相對誤差，后計(jì)算絕對誤差。[例]液體粘度的測量。解：有效數(shù)字及其運(yùn)算1、有效數(shù)字的概念

測量結(jié)果中可靠的幾位數(shù)字加上可疑的一位數(shù)字統(tǒng)稱為測量結(jié)果的有效數(shù)字。2、直接測量時(shí)有效數(shù)字的記法（1）儀器最小刻度是“1”或“1×10n”的（十等分儀器），記錄到最小分度值的下一位。（例外：體溫表）例圖示測量數(shù)值為：5101511.510.90數(shù)據(jù)記錄的基本原則：科學(xué)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)均用有效數(shù)字記錄，且一般只記錄到剛開始發(fā)生誤差的那一位數(shù)字。102030（2）儀器最小刻度是“2”和“5”的（二等分或五等分儀器），只記到最小分度所表示的那一位。例：2550134537（3）數(shù)顯儀表及步進(jìn)式標(biāo)度盤的儀表（電阻箱、電橋、電位差計(jì)、數(shù)字電壓表等）一般應(yīng)直接讀取儀表的示值。晶體管毫伏表的讀數(shù)對有效數(shù)字應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)測量結(jié)果的有效數(shù)字與數(shù)學(xué)中的數(shù)字的含義不同。(2)單位變化了，有效數(shù)字的位數(shù)不變。可見,用以表示小數(shù)點(diǎn)位置的“0”不是有效數(shù)字。(3)當(dāng)結(jié)果數(shù)字很大或很小時(shí)，一般可用科學(xué)計(jì)數(shù)法表示。測量結(jié)果后面的“0”不能隨意加減，否則將人為改變有效數(shù)字，也即改變了測量精度。（1）有效數(shù)字的加減運(yùn)算：規(guī)則：運(yùn)算結(jié)果的可疑數(shù)字與參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)中最早出現(xiàn)(位次最高)的可疑數(shù)字對齊。25.11+12.7957=25.1112.7957+）750.93737.9125.11－12.7957=12.3125.1112.7957－）341.312幾個(gè)數(shù)相加減時(shí)，選用精度相同的儀器較為合理。（2）乘除運(yùn)算：規(guī)則：運(yùn)算結(jié)果的可疑數(shù)字的位數(shù)取參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)中最少的有效數(shù)字位數(shù)。25.11×3.5=25.113.5×）5552188335758.87825.11÷3.5=7.2251.1261357245.13

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551（3）乘方、開方運(yùn)算規(guī)則：運(yùn)算結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)取為底數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)。（4）對數(shù)和三角函數(shù)的取值對數(shù)的有效位數(shù)與其真數(shù)的位數(shù)相同;三角函數(shù)的有效位數(shù)與對應(yīng)的角度的位數(shù)相同。（5）常數(shù)如、e、等，其有效位數(shù)與位數(shù)最少的因子相同。但純數(shù)學(xué)數(shù)字不作有效數(shù)字處理。例：×1.0=3.1例：sin30.0°=0.500(6)有效數(shù)字和誤差的關(guān)系測量值有效數(shù)字的末位，要和絕對誤差所在的那一位對齊。例：I=3.50±0.02（A）

√I=3.50±0.002（A）

×I=3.50±0.2（A）×測量圓柱體直徑D和高度h數(shù)據(jù)表（游標(biāo)分度0.002cm）次數(shù)Di(cm)|Δ

Di|(cm)hi(cm)|Δ

hi|(cm)12.2340.0006.3520.00222.2300.0046.3500.00032.2320.0026.3540.00442.2340.0006.3480.00452.2380.0046.3480.00462.2360.0026.3480.002平均2.2340.0026.3500.002物理量的名稱(符號(hào))和單位所有有效數(shù)字正確實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表記和圖示一、列表記錄：作圖時(shí)要先整理出數(shù)據(jù)表格，并要用坐標(biāo)紙作圖。1.根據(jù)數(shù)據(jù)范圍選擇合適的坐標(biāo)分度值，確定坐標(biāo)紙的大小

坐標(biāo)分度值的選取應(yīng)能反映測量值的有效數(shù)字。根據(jù)表１數(shù)據(jù)U軸可選1mm對應(yīng)于?V，

I軸可選1mm對應(yīng)于?mA。作圖步驟：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列表如下.

表1：伏安法測電阻實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)二.實(shí)驗(yàn)曲線的描繪舉例如下：2.標(biāo)明坐標(biāo)軸：

用粗實(shí)線畫坐標(biāo)軸，用箭頭標(biāo)軸方向，標(biāo)坐標(biāo)軸的名稱或符號(hào)、單位,再按順序標(biāo)出坐標(biāo)軸整分格上的量值。I(mA)U(V)8.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.0002.004.006.008.0010.001.003.005.007.009.004.連成圖線：

用直尺、曲線板等把點(diǎn)連成直線、光滑曲線。一般不強(qiáng)求直線或曲線通過每個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)。3.標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)點(diǎn)可用“”、“”、“”等符號(hào)標(biāo)出（同一坐標(biāo)系下不同曲線用不同的符號(hào)）。自變量因變量電阻伏安特性曲線圖圖名電阻伏安特性曲線圖壓強(qiáng)～溫度曲線1.20001.60000.80000.4000圖3P(×105Pa)t(℃)60.00140.00100.00o120.0080.0040.0020.00壓強(qiáng)～溫度曲線1.00001.15001.200