物理实验数据处理方法【物理实验中数据处理的几个问题】
时间：2019-01-29 03:25:17 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要:物理实验是解决有关物理问题的重要方法,解释物理实验过程中每个数据出现的意义,使学生通过物理实验对知识的创新,或能够把知识引用到其他可以引用的知识点上。本文对物理实验在教学实验中的作用做出了讨论,提出了在物理实验中常出现的数据问题及解决方式,还针对电学实验做出了对电学实验数据误差的检查及其消除方法。系统地掌握了物理实验的意义。
关键词:物理实验 数据误差 数据处理
物理实验有自己的实验目的、实验知识、实验方法,在实践活动中要理解实验的作用,实验的过程和结果。使所学的知识得到巩固,这样学生的思维和操作能力才能不断提高,同时学生在实验中明白每个出现的数据,并进行整理和分析。
一、物理实验在物理教学中的重要作用
实验是物理教学的基础和必要手段,物理实验在物理教学中主要是为了让学生有一个好的学习物理的环境。同样,一个好的教学方法也是通过好的教学手段来实现的。通过对实验的演示、分析,激发学生的求知欲和学习的主动性,加强学生的能力,使学生掌握物理实验的知识和方法,物理教学还应符合学生学习的规律和特点。
二、物理实验中常见的几个数据处理问题
实验中数据处理主要是通过作图和方程来记录的。但是由于作图和方程的不规范也会导致数据的误差和丢失。在物理实验中,误差产生的原因是多种多样的,我们必须去发现产生这些问题的原因,避免这些因素的发生,提高物理实验的质量。
1.人为产生的数据误差问题
在实验过程中,人为因素是产生误差的主要原因。读数错误、视觉误差和计算错误等都包括人为因素在内。误读通常是发生在游标卡尺、螺旋测微仪等量具上。当读取测量值时,读取方向不同或刻度面不在一个平面上时,就会产生由于视差带来的误差。误算就是在计算过程中,由于公式不正确或者粗心大意导致计算错误而产生误差。
2.实验使用量具中存在误差问题
在物理实验中,量具本身存在着的问题也会导致误差的产生。量具的制作过程不标准导致的刻度误差,或者可能用得时间比较长导致刻度磨损,以及使用前未经校正等。所以,在使用量具前要进行仔细检查,符合标准后方能使用。
3.实验过程中环境变化产生的数据误差问题
在做物理分子学实验时,可能由于温度变化或者场地的不同,导致物理现象不是很明显,所以得出的结论会跟理论有所差异。在做电学实验时,由于时间长了之后,电源电动势变小或者仪器受热变形等,导致测得的结果不准确,误差自然就不可避免了。
三、分析电学实验数据误差问题的检测方法
在物理实验中,电学实验所测的数据必须经过科学的分析和处理,才能找出各物理量之间的关系,以物理量为自变量x,测量其他自变量对应的物理量y值。为了保证最初数据的准确,记录好初始的数据,正确使用数据处理的方法,减少误差的出现,通过对电学实验数据的处理,找出两者之间的关系。下面就常用数据的处理方法进行讨论。针对电学实验中对数据误差处理的常见问题,为达到实验的目的,以下就用伏安法测量电源的电动势和内阻为例进行分析。
伏安法测量电源的电动势和内阻。
在电学实验过程中,对测量电源的电动势、内阻主要涉及有两种电路的接法。一种是安培表内接法,另一种是安培表外接法。通过这两种方法对在电学实验中数据的误差进行分析。
1.安培表内接法:电学实验中数据的误差主要是由于实验电压表分流作用而引起的。测量的电路如下图1所示。
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图1
在实验过程中没有考虑电压表分流作用,所测得的电源的电动势、内阻为测量值;相反,就为真实的值,因此可知:E测=U1+I1r测①,E测=U2+I2r测②。
合并①②可以得:E测=■r测=■
当考虑到了电压表的分流作用后就有下面的表达式:
因此:E真=U1+(■+I1)r真③,E真=U2+(■+I2)r真④
合并③④可以解得:
E真=■r真=■
r测与r真可构成等式■=■-■可得:r测=■・r真,因此r测r真。
在物理实验中要了解相关的知识和要注意到的问题,了解其作用性,掌握物理实验的基本方法,避免出现在实验过程中对数据处理不当的问题。学生通过物理实验,可以加深对课本里面定理及定义的了解,设计实验方案,记录实验数据,排除在实验过程中出现的各种问题。
参考文献
[1]陈振文.清江市普通中学物理实验情况调查与研究[J].物理实验.1981年04期.
[2]秦兆鸿,仇国新,黄镜开.中学物理实验归类[J].云南教育(基础教育版).1981年09期.
[3]江益中.中学物理实验[J].江苏教育.1981年08期.
作者单位:陕西咸阳职业技术学院
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