谈谈探究实验中的数据作图与图像的分析.pdfVIP

第 35卷第 7期 物 理 教 师 Vo1．35NO．7 2014生 PHYSICS TEA CHER (2O14) 谈谈探究实验中的数据作图与图像分析 叶鹏松 (苏州市工业 园区莲花学校 ，江苏 苏州 215123) 摘 要 ：详细阐述 了中学物理探究性实验 中数据作 图与 图像分析 的基本方法与规范，并对 Excel等软件在数据 处理及 图像分析 中的具体应用进行 了深入 的探讨． 关键词 ：探 究实验 ；数据作 图；图像分析 数据作 图和图像分析是科学研究的重要方法 ，它不仅 (×)标记各个数据点的位置 ，绘制 出一条最适合 的光滑 图 可以用 图示 的方式直观地展示测量 的结果，而且还可 以清 线，让它尽可能地通过或靠近所有 的数据点．图线可能是 晰地揭示 出各个变量之间的变化关系与变化趋势，因此在 直线，也可能是 曲线 ．本实验 中为一条直线．如果绘制正确 各类科学研究中有着非常广泛的应用．然而现行的初高中 的话 ，未在 图线上 的少量数据点几乎会等量地分布在 图线 科学类教材却对此缺乏系统介绍，以至于许多重要实验规 的两侧．如此 的图线有利于我们减小各种测量带来 的偶然 律的获取过程被形式化或过分简约化．_1这 既不利于学生 误差．这种画图的方法常称为描 点法．注意切不可以简单 科学掌握数据作图的基本方法 与规范，也不利于培养学生 地用线段直接将各个数据点分别相连．完成 (1)至 (4)步骤 必要 的数据 图形分析能力，在一定程度上就制约了学生综 所得 的图形如图 1(a)所示 ，完成 (5)至(6)步骤所得 的图形 合探究能力与素养 的提升． 如图 1(b)所示 ，它直观地展示 出弹簧长度随拉力增大而均 随着探究性实验活动在 中学开展 的不断深入 ，笔者认 匀增加的线性关系． 为很有必要就这一方法的科学应用作一探讨．下面笔者将 结合 中学物理教学 的常见案例 ，就探究性实验 中的数据作 1 O 图与图像分析及其应用与同行们作一分析、交流． O 1 作图规范 目 0 表 1所示 的是探究弹簧长度与所受拉力关系时获得 0 的实验数据． o 表 1 O F／N O．49 O．98 1．47 1．96 2．45 2．94 3．43 O O L／m 0．249 0．350O．440O．51O 0．560O．65OO．73O 0 若 以图示 的形式展示这些测量结果 ，一般可遵循 以下 的方法和步骤 ． 拉力F／N (1)在坐标纸上建立直角坐标系，水平轴画于纸 的底 (a) 端 ，纵轴画于纸 的左端 ，图应尽可能大一些，大的图有利于 提高作 图的精确度． (2)明确 自变量和应变量 ，并标于相