初中数据处理办法、力学实验少科站讲稿

1、初中数据处理办法、力学实验少科站讲稿第一章 实验数据及处理在物理实验中，物理量的测量值是由数值（即大小）和单位组合而成的。物理量的单位确定（是由选用仪器、仪表刻度所依据的单位确定）后，被测物理量数值的读取就显得十分重要。345一、有效数字及其运算规则有效数字的一般概念可靠数字和可疑（欠准确）数字合起来的值，称为有效数字。例： 注意：有效位数与单位的变换无关不能随意在数据末尾添加“0”m3052.0mm3 .52cm32 .5 um1032.5cm32.54 有效数字的运算规则加、减的运算规则最后结果的欠准确数与参与运算的诸数中最先出现欠准确数位置对齐。例: 325.7-16.78=308.93

2、25.7 - 16.78 308.92乘除法最后结果的有效数字的位数与参与运算诸数中有效数字位数最少的那个相同。例：2.352.1=4. 9 235 470乘方、开方最后结果的有效数字位数与被乘方、开方数的有效数字位数相同。 例：注意：在复合量计算过程中，各数据可多保留 一位有效数字，多余的位数按四舍五入 规则。例：1.14200 1. 列表法（1）表格中各栏目（纵或横）所列物理量均应 标明其名称和单位；（2）表格中各物理量的排列应尽量与测量顺 序一致； （3）表格中所列的数据主要是原始数据，重 要的中间计算结果也列入表中；（4）有必要，还应记下测量仪器和规格。二、数据处理的基本方法例：自行设

3、计测量钢珠直径的表格 一级螺旋测微计量程0-25mm 最小刻度0.01mm测量次数 初读数D/mm 末读数D”/mm 钢珠直径D=D”-D/mm 10.004 1.6721.668 20.003 1.6701.667 30.004 1.6701.666 80.003 1.6701.667 平均值1.66721.667作图法图是表达实验数据变化规律的重要方法，也是进行实验数据处理的重要方法。作图规则：（1）选用合适大小的坐标纸，一般是 2025cm作图纸， 对应34位有效数字；（2）画出坐标轴和标度线，坐标比例取1、2、5；（3）自变量： x/单位，应变量 ： y/单位 ；（4）实验数据点用“+

4、”、“”、“”等表示；（5）作直线：相当于取平均值概念；（6）写出Y-X图（图名）；（7） 用A（X1，Y1）、B（X2，Y2） 求出斜率。1212XXYYKm/N21.1794.9095.81gk1k095.810)40.165.6(10)45.070.4(k32 Mi/g0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.05.04.03.02.01.00.0Y/cm(6.65,4.70)(1.40,0.45)例：由下表数据用作图法求弹簧的劲度系数Kmi/g 1.00 2.003.004.00 5.006.00 7.00Y/cm 0 0.80 1.64 2.4

5、8 3.34 4.08 4.94m/kgm/kg逐差法逐差法是物理实验中处理数据常用的一种方法，这里只讨论x是作等间距变化。若要测量相邻两条条纹的间距，用平均值求解，并不合理。平均值：逐差法的优点：是可以充分利用全部实验数据。v求平均值逐差法的公式 7xxxxxxx782312 44xxxxxxx482615x1 x2 x6 x7 x8x1x2x3x4 x5x6x7x8v逐差法求斜率的公式设x与y之间的线性关系为：y=a+bx斜率 截距2n1iii2n2n1iii2nxyxxyybnxbyxbyan1in1iii力学实验力学实验上海师范大学 物理系 上海市青少年科技活动中心第二章 力学实验一、

6、力学基本仪器的使用1.基本长度测量仪器米尺量程：0100cm等。分度值：1mm估读：即0.1mm 或 即10151使用方法:刻度线紧贴在待测物体上如下图,方可读数,以消除视差；1)测量的起点一般不在端边，而选择某一刻度如10cm作为起点，以免米尺磨损而引入误差。12.84cm游标卡尺v游标卡尺的构造构造：主尺（最小分度1mm）、游标（可以沿主尺移动的标尺）见下图内量爪外量爪固定螺丝游标探尺主尺v游标卡尺的精度精度：证明：设游标上每个分格的长度为x，相应于主尺上的刻度值为y，一般有：nx= ( n-1) y差值x =y-x= = (y=l0)则有主尺的刻度间距与游标上的刻度间距相差 mm，这就是

7、游标的精度。nynl0nl0nl0例：n=10精度：1/10mm = 0.1mm1n=20精度：1/20mm = 0.05mmn=50精度：1/50mm = 0.02mmv游标卡尺的读数读数例1：如图，精度（n=10） L=L0+ny-nx= L0主尺：13mm游标：最后测量值例2：如图，精度（n=20）对齐螺旋测微计（千分尺）v 螺旋测微计的构造构造螺旋测微计是精密的长度测量仪器。 螺旋套筒旋 转一周，螺杆前 进或后退）一个 螺距。 套筒上刻有 50个分格，所以 移套筒旋过1格分 格时，螺杆仅移 动。v螺旋测微计的读数读数 v 螺旋测微计的零读数零读数 测量前，应注意零读数，测量后，要从测量

8、值中减去零读数。质量的测量仪器质量称衡仪器有机械式天平和电子天平两种。教学用机械式天平有物理天平等。物理天平是以杠杆原理进行物体质量称衡仪器。构造见右图，其核心部件横梁A为一等臂杠杆。A横梁、B中刀口、B1，B2边刀口、C立柱、D制动架、E1E2吊耳、F1F2称盘、G制针、H手轮、I标尺、J1J2水平调节螺丝、K1K2平衡螺母、R底座、S感量砣、T托盘、W水准器主要指标最大称量：指天平的最大称量范围。感量：指天平指针偏转一最小分格所需增（或 减）砝码量。如已知天平的感量为100毫克/分格，在称量 时，如果指针停在零线右方2格处，这说明右盘轻，可以估计应加200毫克左右。使用方法水平调节调节J1

9、、J2使水准器W的气泡在中央或者调节J1、J2使上、下锤尖对准即可。零点调节调节螺母K1、K2使指针的摆动中心位于标尺的中心为止。质量称衡待测物放左边，砝码放右边，用两端逼近法加置砝码。注意事项被测物的质量不能大于天平的最大称量，以免天平过载受损；在天平盘上加减砝码或取放物体、天平的平衡调节以及移动游码时，都必须在天平横梁止动的情况下进行，以免刀口损坏；一般左盘放物、右盘放砝码，增减砝码应使用镊子钳，且动作要慢；化学药品、湿的物体不能直接放在称盘上；使用完毕一定处于制动状态。 L二、单摆周期与摆长的关系研究实验方法：改变摆长L，使L取、35.0cm 、40.0cm 、45.0 cm、测出振动3

10、0次的时间t，填人p3表1;由表1数据算出振动周期T1.画出摆长L的与振动周期T的关系曲线。注意：注意：摆角5；摆动的次数由“0”开始数起，最低点开始计时。周期与重力加速度的关系测量原理 当Ld，摆球质量m 悬线质量，单摆运动可看作简谐振动，其振动周期为：重力加速度为：注意：单摆必须在垂直平面内摆动，摆角5 。LmggL2T 22TL4g 实验方法：用米尺测量摆长L；让小球在同一平面内摆动，摆角5,测量振动30次的时间t,算出振动周期T;以上代入p4数据表格，根据公式计算g及其相对误差E。 =cm/s2 2相对误差 公认值 g0 0222TL4g %100gggE00L1 L22LLL21三、

11、密度的测量单位体积的某种物质的质量，称为该物质的密度。定义式：单位： g/cmg/cm3 3 或或 kg/mkg/m3 3vm 用天平和量筒测量q测量公式q测量步骤调节天平的水平和零点（气泡在中央、指针在零点）；称出待测固体的质量m ；在量筒内灌入一定量的水，并读出液面的读数V1 ；将待测物体放入量筒内的水中，读出液面的读数V2 ；求出固体的体积V=V2-V1 ；代入公式 计算出密度 。vm vm 固体密度的测量（铜块、铝块）流体静力学q测量公式m1-空气中的质量；m2-浸没在水中测出的质量；推导：浸没在水中时有：m2g+0vg=m1g0211mmm m1g0vgm2g m1gT1021mmv

12、 02111mmmvm q测量步骤调节天平的水平和零点（气泡在中央、指针在零点） ；称出待测固体在空气中的质量m1 ；将物体用细线挂在天平挂钩上，物体浸没在水中，测出待测物体的视重值m2；查表得到水的密度0；根据公式可以得到物体的密度 。m1g0vgm2gm1gT10211mmm 比重瓶法测量铅粒的密度v测量公式m1-铅粒在空气中的质量m2-水+比重瓶的总质量m3-水+比重瓶+铅粒的总质量排出水的质量：m1+m2-m3水的体积=铅粒的体积则铅粒的密度:03211mmmm 0321mmmv 03211mmmm v测量步骤调节天平的水平和零点（气泡在中央、指针在零点）；用天平称出适量铅粒的质量m1

13、；称出盛满纯水后比重瓶和纯水的总质量m2；在比重瓶内放入铅粒并装满纯水后称出其总质量m3；查表得到水的密度0；根据公式可以得到物体的密度 。03211mmmm 液体密度的测量用天平和量筒测量v测量步骤调节天平的水平和零点（气泡在中央、指针在零点） ；称出空的量筒的质量m1；将待测液体倒入量筒内，读出其液面的高度即为待测液体的体积V；用天平称出量筒和待测液体的的总质量m2；求出待测液体的质量m=m2-m1；根据公式可以得到物体的密度 。vm 比重瓶法方法一v测量公式比重瓶的体积已知为Vm1-比重瓶的质量m2-比重瓶+待测液体的总质量vmm12 v测量步骤调节天平的水平和零点（气泡在中央、指针在零

14、点） ；用天平称出比重瓶的质量m1；在比重瓶内注满待测液体，称出其总质量m2；由公式计算出待测液体密度 。vmm12 方法二：v测量公式水的密度已知为0待测液体的密度m1-比重瓶的质量m2-比重瓶+待测液体的总质量m3-比重瓶+水的总质量待测液体的体积待测液体的密度01312mmmm 013mmV013130131312mmmmmmmmVmmv测量步骤调节天平的水平和零点（气泡在中央、指针在零点） ；用天平称出空的比重瓶的质量m1；在比重瓶内注满待测液体，称出其总质量m2；在比重瓶内注满水，称出其总质量m3；查表得到水的密度0；由公式计算出待测液体密度 。01312mmmm 四、胡克定律与弹簧劲度系数的测定胡克定律：F=KyK-弹簧劲度系数，大小与弹簧的形状、材料有关弹簧劲度系数的测量可以用逐差法和作图法求解yFK 例：由下表数据用作图法和逐差法求弹簧的劲 度系数Kmim/N21. 1794. 9095. 81gk1k095. 810)40.