物理实验数据的处理方法VIP专享VIP免费

物理实验数据的处理方法实验数据是对实验定量分析的依据，是探索、验证物理规律的第一手资料。在系统误差一定的情况下，实验数据处理得恰当与否，会直接影响偶然误差的大小。所以对实验数据的处理是实验复习的重要内容之一。本文结合一些实例来简单介绍实验数据的处理方法。1.平均值法取算术平均值是为减小偶然误差而常用的一种数据处理方法。通常在同样的测量条件下，对于某一物理量进行多次测量的结果不会完全一样，用多次测量的算术平均值作为测量结果，是真实值的最好近似。2.列表法实验中将数据列成表格，可以简明地表示出有关物理量之间的关系，便于检查测量结果和运算是否合理，有助于发现和分析问题，而且列表法还是图象法的基础。列表时应注意：①表格要直接地反映有关物理量之间的关系，一般把自变量写在前边，因变量紧接着写在后面，便于分析。②表格要清楚地反映测量的次数，测得的物理量的名称及单位，计算的物理量的名称及单位。物理量的单位可写在标题栏内，一般不在数值栏内重复出现。③表中所列数据要正确反映测量值的有效数字。例1.用伏安法测电阻的实验中，按实验要求选用的电压表的分度值为0.1V，电流表的分度值为0.02A。某学生记录的各组数据如下表所示：在这五组数据中，有效数字位数不符合要求的是第__________组，数据有差错的是第____________组。解析：由题给电压表的分度值为0.1V，电流表的分度值为0.02A，结合有效数字的概念可知，电压的数据可准确到0.1V，后面还应估读一位，即电压的记录数据应读到小数点后面两位；而电流的数据可准确到0.02A，后面也应估读一位，即电流的记录数据应读到小数点后面三位。据此表中的这五组数据中有效数字不符合要求的是第1、3组。在表所列的这五组数据中，第1、2、3、5四组数据的U/I的值均在5.00Ω左右摆动，而第4组数据的U/I值为4.24Ω，与5.00Ω明显偏离，这表明第4组数据为有差错的数据。3.作图法选取适当的自变量，通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系，并便于找出其中的规律，确定对应量的函数关系。作图法是最常用的实验数据处理方法之一。描绘图象的要求是：①根据测量的要求选定坐标轴，一般以横轴为自变量，纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。②坐标轴标度的选择应合适，使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映。为避免图纸上出现大片空白，坐标原点可以是零，也可以不是零。坐标轴的分度的估读数，应与测量值的估读数（即有效数字的末位）相对应。例2.（1996年全国高考题）在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20kΩ，电流表的内阻约为10Ω，选择能够尽量减少误差的电路图接线进行实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图1所示：图1（1）根据各点表示的数据描出I�U图线，由此求得该电阻的阻值RX＝_______Ω（保留两位有效数字）。（2）画出此实验的电路原理图。解析：（1）根据各点表示的数据描I�U图线时，应注意并非所有的点都必须落在图线上，但在线外的点应比较均匀地分布在图线的两侧，个别偏差过大的点应舍去（实验时可重新测量进行核对）。描出图线如2所示。由图2可知，RX＝2.4×103Ω。图2（2）实验的电路原理图如图3所示。图3