物理实验绪论精编版2009.pptVIP

弹簧伸长L与受力F的关系 （No。5焦利秤） 7、图注和说明 在图纸的明显的位置写出图名和实验条件。 图解法 利用已作好的图线，定量地求得待测量或得出相关量的经验公式的方法。 当图线是直线时，尤为方便。 直线图线的图解步骤： 1）在所做直线上选取相距较远的两点，从图上读取其坐标值（x1，y1）、（x2，y2）。 2）求斜率b： 设直线方程为： 3）求截距a： 弹簧伸长L与受力F的关系 （No。5焦利秤） 这两点应在实验范围内相距远一些。 在直线上所选两点用不同的标号标出。 但由于绘制图线有一定主观随意性，用此法求值比较粗糙，只用有效数字粗略地表示其准确度，不需要计算结果的不确定度。 三、逐差法 逐差法是物理实验中常用的数据处理方法之一，常用于处理自变量等间距变化的数据。 逐差法就是把实验数据列成表格进行逐次项减，或分成高、低两组对应项相减。 前者可验证数据变化的规律。 后者可充分利用数据，减少测量误差。 由逐次项减的数据基本相等，可验证Li与F 的线性关系。 中间数据全没用，只有始末两个数据起作用。 这时应将数据分成（L7，L6，L5，L4） 和（L3，L2，L1，L0）两组。 这样就充分利用了数据，保持了多次测量的优点。 用计算器进行数据处理 用科学计算器处理测量数据，既可提高正确率，又可大大节省时间，确保测量结果的时效。 大学物理实验中，用科学计算器处理数据每个同学都应掌握。 常用科学计算器具有的数据统计和数据处理功能，将数据输入计算器后，可直接求得算术平均值、标准差等等 * * * * * ?间接测量量真值的估算 假设间接测量量N =f (x，y，z….)，其中x，y，z….为直接测量量 则间接测量量的最佳估值 如果 为直接测量量真值的最佳估值， 间接测量量不确定度的估算 考虑到物理实验课程的特点，及简化运算，得到不确定度的传递公式为： Ｎ的不确定度 Ｎ的相对不确定度 当函数　　　　 中各量间是乘除关系时，利用相对不确定度传递公式计算方便。 间接测量的结果表示 uＮ只取一位有效数字，尾数只进不舍。 Ｎ’的最后一位应于uN末位对齐。 间接测量结果不确定度的计算过程分三步: 1、先求出各直接测量量x，y，···的不确定度ux，uy，···； 2、根据函数关系 ， 3、利用传递公式计算N的不确定度uN 写出Ｎ的全微分式 例3 用单摆测重力加速度的公式为g=4π2l/T2，测得T=2.000±0.002s,l=100.0 ±0.1cm,试写出重力加速度g的结果表示式. 解: 由 得 重力加速度 g=(987±3) (cm/s2) （P=0.683) 只取一位,只进不舍! 对齐 例4 用流体静力称衡法测量一铝块的密度，计算公式为 测得铝块的质量 ｍ=（27.06±0.02)g 浸于纯水中的质量ｍ1=（17.03±0.02)g 水的密度 ρ0=(0.9997±0.0003)g/cm3 求铝块的密度测量结果。 解： 铝块的密度 铝块的密度的不确定度传递公式推导 上式也可由公式直接计算 铝块的密度的测量结果为： 对齐 只取一位，只进不舍 有效数字的概念 测量值存在误差是不可避免的，因而测量值包含了准确数字和欠准数字。 我们将准确数字和欠准数字总称为有效数字。 在大学物理实验中，通常只取一位欠准数字。因此有效数字由若干位准确数字和一位欠准数字组成。 有效数字不仅反映了待测量的大小，正确书写的有效数字还可以反映测量的精确程度。 1.有效数字定义： 由测量结果的第一位非零数起到u 在的那一位数字止的全部数字统称为测量的有效数字。 4.60cm≠4.600cm 2.有效数字的性质 （1）有效数字位数的多少与被测对象的大小有关。 （2）有效数字位数的多少与测量仪器的精度有关。 例如：用不同精度的量具测同一物体的长度。 有效数字多一位,相对不确定度值几乎小一个数量级,测量准确度高。 用游标卡尺测量: L =46.00mm, Δ仪= 0.02mm , Er=0.026% Er=0.13% Er=0.006% 用钢直尺测量： L=46.0mm, Δ仪= 0.1mm, 用千分尺测量: L=46.000mm, Δ仪= 0.004mm , （3）有效数字位数的多少与测量方法有关。 （4）有效数字位数与小数点的位置、与单位无关。 例如 ：4.60 cm 0.0460m 46.0mm （5） 测量结果第一位非零数字前的“0”不属于有效数字，测量结果第一位非零数字后的“0”都是有效数字.