物理實(shí)驗(yàn)方法與你成功必然聯(lián)系省名師優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

歡迎新同學(xué)第1頁(yè)物理實(shí)驗(yàn)方法與你成功必然聯(lián)系張戰(zhàn)士主講教師：物理實(shí)驗(yàn)緒論課第2頁(yè)請(qǐng)看：第3頁(yè)做好預(yù)習(xí)，按時(shí)上課。尊守紀(jì)律，禁止嘮嗑。

尊重老師，好問(wèn)刻苦。獨(dú)立完成，細(xì)心無(wú)誤。養(yǎng)好習(xí)慣，完成任務(wù)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則第4頁(yè)紀(jì)律要求：上課時(shí)間：早晨10:20-12:35下午14:00-16:1516:30-18:45嚴(yán)格考勤制度,遲到考勤分為零！不得無(wú)故缺課，有特殊情況必須事先請(qǐng)，不然不安排補(bǔ)做。一次沒(méi)來(lái)且不補(bǔ)做，期末總評(píng)不及格！注意事項(xiàng)：

禁止穿

入試驗(yàn)室，上課關(guān)機(jī)，第5頁(yè)選一名物理試驗(yàn)課代表，職責(zé)有三條

A、與老師經(jīng)常保持聯(lián)絡(luò)，及時(shí)反應(yīng)物理試驗(yàn)教學(xué)上問(wèn)題和要求。B、每次試驗(yàn)前收齊上次試驗(yàn)匯報(bào)交給老師并發(fā)回老師改好實(shí)驗(yàn)匯報(bào)。C、每次安排5名同學(xué)試驗(yàn)結(jié)束后幫助老師整理課室。試驗(yàn)匯報(bào)最好用物理試驗(yàn)中心統(tǒng)一印制試驗(yàn)匯報(bào)紙和坐標(biāo)紙。第6頁(yè)實(shí)驗(yàn)課設(shè)置：總學(xué)時(shí)48學(xué)時(shí)第一學(xué)期：24學(xué)時(shí)第二學(xué)期：24學(xué)時(shí)緒論3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)21學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)21學(xué)時(shí)考試3學(xué)時(shí)第7頁(yè)要求：課前預(yù)習(xí)課堂操作試驗(yàn)匯報(bào)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、試驗(yàn)原理、試驗(yàn)方法調(diào)整儀器裝置觀察試驗(yàn)現(xiàn)象學(xué)習(xí)排除故障測(cè)讀試驗(yàn)數(shù)據(jù)完成試驗(yàn)匯報(bào)數(shù)據(jù)處理誤差分析問(wèn)題討論等考勤預(yù)習(xí)課堂操作10﹪40﹪50﹪10﹪5﹪30﹪5﹪成績(jī)?cè)u(píng)定創(chuàng)新和閃光點(diǎn)第8頁(yè)綜合應(yīng)用知識(shí)能力定位大學(xué)物理試驗(yàn)是對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)基本訓(xùn)練一門(mén)獨(dú)立設(shè)置必修主要基礎(chǔ)考試課程。目標(biāo)撰寫(xiě)科技論文能力培養(yǎng)科學(xué)試驗(yàn)素養(yǎng)第9頁(yè)耐心－內(nèi)心平靜那才是永遠(yuǎn)。恒心－有志者立長(zhǎng)志。細(xì)心－差以毫厘，謬以千里。(《漢書(shū)》)熱心－經(jīng)驗(yàn)告訴我們：成功和能力關(guān)系少，和充滿(mǎn)熱情關(guān)系大?；ㄐ模┯^而約取,厚積而薄發(fā)。(蘇軾)

怎樣學(xué)好這門(mén)課？做個(gè)有人！心第10頁(yè)預(yù)習(xí)報(bào)告內(nèi)容試驗(yàn)原理部分文字在400字左右，要有原理圖、試驗(yàn)電路圖、主要公式，并注明各物理量意義和單位。目標(biāo)……原理……儀器……試驗(yàn)步驟……表格……第11頁(yè)

試驗(yàn)中，要恪守試驗(yàn)室規(guī)章制度；要能正確地調(diào)整儀器、連接線路；發(fā)覺(jué)故障并能學(xué)習(xí)排除故障；能正確地顯示試驗(yàn)現(xiàn)象；能正確地統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；操作時(shí)要嚴(yán)格恪守操作規(guī)程和安全試驗(yàn)操作第12頁(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)必須實(shí)事求是，原始數(shù)據(jù)要用鋼筆書(shū)寫(xiě)，不能用鉛筆，不得涂改。試驗(yàn)完成，數(shù)據(jù)須交指導(dǎo)老師檢驗(yàn)審閱并簽字。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)第13頁(yè)預(yù)習(xí)匯報(bào)問(wèn)題討論操作&數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理作圖結(jié)論完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告教師簽過(guò)字試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)紙（附在試驗(yàn)匯報(bào)末）不準(zhǔn)剽竊數(shù)據(jù)和試驗(yàn)匯報(bào)，不然均做零分處理。

第14頁(yè)試驗(yàn)科學(xué)基礎(chǔ)理論測(cè)量和誤差有效數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理第15頁(yè)誤差理論試驗(yàn)結(jié)果都含有誤差,自始至終存在于一切科學(xué)試驗(yàn)過(guò)程中，而且貫通于整個(gè)測(cè)量過(guò)程一直。誤差存在是絕正確，誤差大小則是相正確。第16頁(yè)測(cè)量所謂測(cè)量，就是把待測(cè)物理量與一個(gè)被選作標(biāo)準(zhǔn)同類(lèi)物理量進(jìn)行比較，以確定它是標(biāo)準(zhǔn)量多少倍。例子：2.3cm；24.6s第17頁(yè)

在人類(lèi)發(fā)展歷史上，不一樣時(shí)期，不一樣國(guó)家，乃至不一樣地域，同一個(gè)物理量有許多不一樣計(jì)量單位。如長(zhǎng)度單位就分別有碼、英尺、市尺和米等。為了便于際交流，國(guó)際計(jì)量大會(huì)于1990年確定了國(guó)際單位制（SI），它要求了以米、千克、秒、安培、開(kāi)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(yīng)強(qiáng)度等）均作為這些基本單位導(dǎo)出單位。第18頁(yè)測(cè)量分類(lèi)

直接測(cè)量

間接測(cè)量第19頁(yè)234567890直接測(cè)量

可直接從測(cè)量?jī)x器（或量具）上讀出待測(cè)量值

第20頁(yè)間接測(cè)量

由直接測(cè)量量取得相關(guān)數(shù)據(jù)，再用已知函數(shù)關(guān)系經(jīng)過(guò)運(yùn)算才能得到待測(cè)量量值。如：測(cè)元柱體體積

hd第21頁(yè)誤差分類(lèi)系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差過(guò)失誤差第22頁(yè)系統(tǒng)誤差因?yàn)槠x測(cè)量要求條件，或因?yàn)闇y(cè)量方法所引入原因，而引發(fā)有確定規(guī)律誤差，稱(chēng)為系統(tǒng)誤差。第23頁(yè)天平不等臂所造成系統(tǒng)誤差儀器誤差第24頁(yè)

意大利科學(xué)家伽利略在比薩斜塔上做鐵球落地試驗(yàn)。兩個(gè)不一樣重量鐵球從高處落下，同時(shí)著地說(shuō)明理論在普通情況下都能較準(zhǔn)確地反應(yīng)物體真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律公式（忽略了空氣阻力等）第25頁(yè)

系統(tǒng)誤差特點(diǎn)：

增加測(cè)量次數(shù)誤差不能降低，只能從方法、理論儀器等方面改進(jìn)與修正來(lái)實(shí)現(xiàn)。表現(xiàn)出恒偏大、恒偏小或周期性特點(diǎn)。

分類(lèi)處理方法

已定系統(tǒng)誤差：修正未定系統(tǒng)誤差：預(yù)計(jì)第26頁(yè)定義：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）屢次測(cè)量同一量時(shí)，每次測(cè)量值還不可能一樣，誤差絕對(duì)值改變時(shí)大時(shí)小，符號(hào)時(shí)正時(shí)負(fù)，含有偶然性而沒(méi)有確定規(guī)律，也不能夠預(yù)定，但含有抵償性誤差。產(chǎn)生原因：

試驗(yàn)條件和環(huán)境原因無(wú)規(guī)則起伏改變，引發(fā)測(cè)量值圍繞真值發(fā)生漲落改變。隨機(jī)誤差（偶然誤差）第27頁(yè)(1)、單峰性：絕對(duì)值小誤差出現(xiàn)概率比絕對(duì)值大誤差出現(xiàn)概率大。(2)、有界性：絕對(duì)值很大誤差出現(xiàn)概率趨零(3)、對(duì)稱(chēng)性：絕對(duì)值相等正負(fù)誤差出現(xiàn)概率相等。(4)、抵償性：因?yàn)殡S機(jī)誤差在各項(xiàng)測(cè)量中單個(gè)無(wú)規(guī)性，造成了它們和有正負(fù)相消機(jī)會(huì)，伴隨次數(shù)增加，偶然誤差算術(shù)平均值隨測(cè)量次數(shù)增加而趨于零。隨機(jī)誤差特點(diǎn)第28頁(yè)過(guò)失誤差（粗差）定義：顯著歪曲測(cè)量結(jié)果誤差。測(cè)量中，應(yīng)防止粗差出現(xiàn)。處理數(shù)據(jù)時(shí)，先將其剔除。

第29頁(yè)測(cè)量結(jié)果評(píng)價(jià)精密度準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度是對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)精密度和準(zhǔn)確度綜合評(píng)定。準(zhǔn)確度高，說(shuō)明測(cè)量數(shù)據(jù)比較集中而且靠近真值。即測(cè)量隨機(jī)誤差與系統(tǒng)誤差都比較小。表示重復(fù)測(cè)量所得數(shù)據(jù)相互靠近程度。測(cè)量結(jié)果精密度高，說(shuō)明所得結(jié)果重復(fù)性好，測(cè)量誤差分布密集，也就是隨機(jī)誤差小。表示測(cè)量數(shù)據(jù)平均值與真值靠近程度。準(zhǔn)確度高，說(shuō)明測(cè)量值靠近真值程度好，即系統(tǒng)誤差小第30頁(yè)（a)精密度高,準(zhǔn)確度低(b)精密度低,準(zhǔn)確度高(c)精密度低,準(zhǔn)確度低(d)精密度高,準(zhǔn)確度高第31頁(yè)

真值定義：在某一時(shí)刻和位置或狀態(tài)下某量效應(yīng)表達(dá)出客觀值或?qū)嶋H值。絕對(duì)真值——永遠(yuǎn)不可知理論真值——僅存在于純理論之中指定真值——國(guó)際計(jì)量大會(huì)決議（7個(gè)基本物理量）第32頁(yè)hh1=176.33cm176.36cm176.38cm176.35cm176.34cm176.37cmh2=h5=h3=h4=h6=第33頁(yè)=176.37

=176.37

0.02(cm)

=0.02(cm)

=第34頁(yè)該怎樣描述一個(gè)物理量？算術(shù)平均值:

算術(shù)平均值絕對(duì)誤差第35頁(yè)各測(cè)量值誤差平方和平均值平方根

標(biāo)準(zhǔn)誤差ｎ次測(cè)量算術(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)誤差為（試驗(yàn)中以此式用得最多，最普遍）。第36頁(yè)標(biāo)準(zhǔn)偏差物理意義

若測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)誤差很小，則測(cè)得值離散性小，重復(fù)測(cè)量所得結(jié)果相互靠近，測(cè)量精密度高；假如

很大，誤差分布范圍就較寬，說(shuō)明測(cè)得值離散性大，測(cè)量精密度低。

第37頁(yè)標(biāo)準(zhǔn)誤差結(jié)果表示絕對(duì)誤差結(jié)果表示第38頁(yè)相對(duì)誤差絕對(duì)誤差與其測(cè)量值比稱(chēng)為相對(duì)誤差，換算成百分?jǐn)?shù)稱(chēng)為百分誤差。有理論值試驗(yàn)中：第39頁(yè)

最大誤差傳遞第40頁(yè)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(xiě)出最終結(jié)果表示式.第41頁(yè)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(yè)列表法傳統(tǒng)焦利秤測(cè)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(duì)誤差E＝1.2%0.05917N

m-1標(biāo)準(zhǔn)誤差±0.0007簡(jiǎn)明，便于表示對(duì)應(yīng)關(guān)系，處理數(shù)據(jù)方便。寫(xiě)明表序號(hào)和名稱(chēng)，標(biāo)明物理量、單位及數(shù)量級(jí)。表中所列數(shù)據(jù)應(yīng)是正確反應(yīng)結(jié)果有效數(shù)字。試驗(yàn)說(shuō)明和必要試驗(yàn)條件記在表外。第43頁(yè)依據(jù)各變量之間改變規(guī)律，選擇對(duì)應(yīng)類(lèi)型坐標(biāo)紙。正確選擇坐標(biāo)百分比和原點(diǎn)，滿(mǎn)圖紙作圖。對(duì)坐標(biāo)軸標(biāo)度時(shí)應(yīng)使數(shù)據(jù)最末位可靠數(shù)字與坐標(biāo)紙中最小分度對(duì)應(yīng)。寫(xiě)明圖名、各坐標(biāo)軸所代表物理量、單位、數(shù)值數(shù)量級(jí)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(yè)

作圖法應(yīng)用b注意：計(jì)算斜率時(shí)選取距離盡可能遠(yuǎn)兩點(diǎn)，且不能用原始數(shù)據(jù)點(diǎn)！橫坐標(biāo)起點(diǎn)不為零第45頁(yè)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(yīng)該用直尺、曲線板等工具把試驗(yàn)點(diǎn)連成光滑、均勻細(xì)實(shí)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(yè)橫軸坐標(biāo)分度選取不妥。橫軸以3cm代表1V，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(mǎn)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(xué)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(xué)元件伏安特征曲線第47頁(yè)請(qǐng)看：第48頁(yè)

某人用彈簧振子測(cè)彈簧勁度，振子質(zhì)量為１ｍ、２ｍ、……、８ｍ時(shí)測(cè)得伸長(zhǎng)位置坐標(biāo)為ｘ１、ｘ２、……、ｘ８，依據(jù)虎克定律得逐差法第49頁(yè)假如簡(jiǎn)單地計(jì)算每一個(gè)

x相加算術(shù)平均值，第50頁(yè)要想充分地、最大程度地利用所測(cè)得數(shù)據(jù)，保持屢次測(cè)量?jī)?yōu)點(diǎn)，降低測(cè)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(yè)逐差法優(yōu)點(diǎn)：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(jī)誤差影響第52頁(yè)最小二乘法是一個(gè)比較準(zhǔn)確曲線擬正當(dāng),它主要原理是：若能找到一條最正確擬合曲線那么各測(cè)量值與這條擬合曲線上對(duì)應(yīng)點(diǎn)之差平方和應(yīng)是最小。

最小二乘法y=b+kx

斜率

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

觀察值

誤差界

準(zhǔn)確數(shù)＋欠準(zhǔn)數(shù)

全部準(zhǔn)確數(shù)＋１位欠準(zhǔn)確數(shù)＝有效數(shù)字

第54頁(yè)（3）此時(shí)刻度讀數(shù)為90.70厘米（4）此時(shí)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(shí)際是由表征測(cè)量結(jié)果可靠數(shù)與可疑數(shù)組成?？梢蓴?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(yè)有效數(shù)字特點(diǎn)（1）位數(shù)與小數(shù)點(diǎn)位置無(wú)關(guān)。35.76cm=0.3576m=0.0003576km（2）0地位0.00035763.0053.000都是四位（3）科學(xué)計(jì)數(shù)法第56頁(yè)（4）有效數(shù)字不能隨意增減，如數(shù)據(jù)0.01370中前面兩個(gè)“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(gè)數(shù)含有同等地位。故末尾“0”不能去掉。（5）單位換算過(guò)程中有效數(shù)字位數(shù)不應(yīng)改變。如15cm長(zhǎng)度換算為mm表示時(shí)，應(yīng)寫(xiě)：15cm＝1.5×101mm，而不能寫(xiě)成150mm。第57頁(yè)測(cè)量結(jié)果截取有效數(shù)字位數(shù)由絕對(duì)誤差決定。要求：絕對(duì)誤差只取１位有效數(shù)字；相對(duì)誤差最多能夠?。参?。測(cè)量結(jié)果有效數(shù)字最末位應(yīng)與誤差所在位對(duì)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(cuò)誤。第58頁(yè)直接測(cè)量量數(shù)據(jù)處理舉例

對(duì)某量測(cè)量6次,測(cè)量值分別為9.1809.1939.2679.2519.2669.239(cm)cm計(jì)算最終結(jié)果：｛絕對(duì)誤差保留1位,且使平均值最終一位與之對(duì)齊（相對(duì)誤差）（標(biāo)準(zhǔn)誤差）第59頁(yè)

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(guò)，對(duì)于五看奇偶在舍入之前必須看舍入位（5）之后有沒(méi)有數(shù)字，比如46.452要保留3位有效數(shù)字時(shí)，就應(yīng)該舍入為46.5

舍入規(guī)則：第60頁(yè)有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則：

有效數(shù)字