物理实验方法与你成功必然联系省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件

欢迎新同学第1页物理实验方法与你成功必然联系张战士主讲教师：物理实验绪论课第2页请看：第3页做好预习，按时上课。尊守纪律，禁止唠嗑。

尊重老师，好问刻苦。独立完成，细心无误。养好习惯，完成任务。学生实验守则第4页纪律要求：上课时间：早晨10:20-12:35下午14:00-16:1516:30-18:45严格考勤制度,迟到考勤分为零！不得无故缺课，有特殊情况必须事先请，不然不安排补做。一次没来且不补做，期末总评不及格！注意事项：

禁止穿

入试验室，上课关机，第5页选一名物理试验课代表，职责有三条

A、与老师经常保持联络，及时反应物理试验教学上问题和要求。B、每次试验前收齐上次试验汇报交给老师并发回老师改好实验汇报。C、每次安排5名同学试验结束后帮助老师整理课室。试验汇报最好用物理试验中心统一印制试验汇报纸和坐标纸。第6页实验课设置：总学时48学时第一学期：24学时第二学期：24学时绪论3学时实验21学时实验21学时考试3学时第7页要求：课前预习课堂操作试验汇报试验目标、试验原理、试验方法调整仪器装置观察试验现象学习排除故障测读试验数据完成试验汇报数据处理误差分析问题讨论等考勤预习课堂操作10﹪40﹪50﹪10﹪5﹪30﹪5﹪成绩评定创新和闪光点第8页综合应用知识能力定位大学物理试验是对学生进行科学试验基本训练一门独立设置必修主要基础考试课程。目标撰写科技论文能力培养科学试验素养第9页耐心－内心平静那才是永远。恒心－有志者立长志。细心－差以毫厘，谬以千里。(《汉书》)热心－经验告诉我们：成功和能力关系少，和充满热情关系大。花心－博观而约取,厚积而薄发。(苏轼)

怎样学好这门课？做个有人！心第10页预习报告内容试验原理部分文字在400字左右，要有原理图、试验电路图、主要公式，并注明各物理量意义和单位。目标……原理……仪器……试验步骤……表格……第11页

试验中，要恪守试验室规章制度；要能正确地调整仪器、连接线路；发觉故障并能学习排除故障；能正确地显示试验现象；能正确地统计数据；操作时要严格恪守操作规程和安全试验操作第12页统计数据必须实事求是，原始数据要用钢笔书写，不能用铅笔，不得涂改。试验完成，数据须交指导老师检验审阅并签字。数据统计第13页预习汇报问题讨论操作&数据数据处理作图结论完整的实验报告教师签过字试验原始数据纸（附在试验汇报末）不准剽窃数据和试验汇报，不然均做零分处理。

第14页试验科学基础理论测量和误差有效数字数据处理第15页误差理论试验结果都含有误差,自始至终存在于一切科学试验过程中，而且贯通于整个测量过程一直。误差存在是绝正确，误差大小则是相正确。第16页测量所谓测量，就是把待测物理量与一个被选作标准同类物理量进行比较，以确定它是标准量多少倍。例子：2.3cm；24.6s第17页

在人类发展历史上，不一样时期，不一样国家，乃至不一样地域，同一个物理量有许多不一样计量单位。如长度单位就分别有码、英尺、市尺和米等。为了便于际交流，国际计量大会于1990年确定了国际单位制（SI），它要求了以米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉作为基本单位，其它物理量(如力、能量、电压、磁感应强度等）均作为这些基本单位导出单位。第18页测量分类

直接测量

间接测量第19页234567890直接测量

可直接从测量仪器（或量具）上读出待测量值

第20页间接测量

由直接测量量取得相关数据，再用已知函数关系经过运算才能得到待测量量值。如：测元柱体体积

hd第21页误差分类系统误差随机误差过失误差第22页系统误差因为偏离测量要求条件，或因为测量方法所引入原因，而引发有确定规律误差，称为系统误差。第23页天平不等臂所造成系统误差仪器误差第24页

意大利科学家伽利略在比萨斜塔上做铁球落地试验。两个不一样重量铁球从高处落下，同时着地说明理论在普通情况下都能较准确地反应物体真实运动规律公式（忽略了空气阻力等）第25页

系统误差特点：

增加测量次数误差不能降低，只能从方法、理论仪器等方面改进与修正来实现。表现出恒偏大、恒偏小或周期性特点。

分类处理方法

已定系统误差：修正未定系统误差：预计第26页定义：在实际相同条件下即使每次都消除了系统误差（假定已全部消除）屡次测量同一量时，每次测量值还不可能一样，误差绝对值改变时大时小，符号时正时负，含有偶然性而没有确定规律，也不能够预定，但含有抵偿性误差。产生原因：

试验条件和环境原因无规则起伏改变，引发测量值围绕真值发生涨落改变。随机误差（偶然误差）第27页(1)、单峰性：绝对值小误差出现概率比绝对值大误差出现概率大。(2)、有界性：绝对值很大误差出现概率趋零(3)、对称性：绝对值相等正负误差出现概率相等。(4)、抵偿性：因为随机误差在各项测量中单个无规性，造成了它们和有正负相消机会，伴随次数增加，偶然误差算术平均值随测量次数增加而趋于零。随机误差特点第28页过失误差（粗差）定义：显著歪曲测量结果误差。测量中，应防止粗差出现。处理数据时，先将其剔除。

第29页测量结果评价精密度准确度准确度是对测量数据精密度和准确度综合评定。准确度高，说明测量数据比较集中而且靠近真值。即测量随机误差与系统误差都比较小。表示重复测量所得数据相互靠近程度。测量结果精密度高，说明所得结果重复性好，测量误差分布密集，也就是随机误差小。表示测量数据平均值与真值靠近程度。准确度高，说明测量值靠近真值程度好，即系统误差小第30页（a)精密度高,准确度低(b)精密度低,准确度高(c)精密度低,准确度低(d)精密度高,准确度高第31页

真值定义：在某一时刻和位置或状态下某量效应表达出客观值或实际值。绝对真值——永远不可知理论真值——仅存在于纯理论之中指定真值——国际计量大会决议（7个基本物理量）第32页hh1=176.33cm176.36cm176.38cm176.35cm176.34cm176.37cmh2=h5=h3=h4=h6=第33页=176.37

=176.37

0.02(cm)

=0.02(cm)

=第34页该怎样描述一个物理量？算术平均值:

算术平均值绝对误差第35页各测量值误差平方和平均值平方根

标准误差ｎ次测量算术平均值标准误差为（试验中以此式用得最多，最普遍）。第36页标准偏差物理意义

若测量标准误差很小，则测得值离散性小，重复测量所得结果相互靠近，测量精密度高；假如

很大，误差分布范围就较宽，说明测得值离散性大，测量精密度低。

第37页标准误差结果表示绝对误差结果表示第38页相对误差绝对误差与其测量值比称为相对误差，换算成百分数称为百分误差。有理论值试验中：第39页

最大误差传递第40页已知x=(34.5±0.2)m，y

=(12.4±0.3)m

=(12.4±0.3)m,求N=x+y，并写出最终结果表示式.第41页数据处理基本方法

1、列表法2、作图法

3、逐差法

4、最小二乘法第42页列表法传统焦利秤测定液体表面张力系数次数12345

/m7.457.457.457.537.23

/m8.098.068.098.057.84/m0.640.610.640.520.61表面张力系数相对误差E＝1.2%0.05917N

m-1标准误差±0.0007简明，便于表示对应关系，处理数据方便。写明表序号和名称，标明物理量、单位及数量级。表中所列数据应是正确反应结果有效数字。试验说明和必要试验条件记在表外。第43页依据各变量之间改变规律，选择对应类型坐标纸。正确选择坐标百分比和原点，满图纸作图。对坐标轴标度时应使数据最末位可靠数字与坐标纸中最小分度对应。写明图名、各坐标轴所代表物理量、单位、数值数量级等。电压（v)11.321.230.439.650.1电流(mA)0.821.752.883.794.90•••••

(10.0,0.60)(48.0,4.70)4.5v作图法第44页

作图法应用b注意：计算斜率时选取距离尽可能远两点，且不能用原始数据点！横坐标起点不为零第45页不妥图例展示：nλ(nm)1.6500500.0700.01.67001.66001.70001.69001.6800600.0400.0玻璃材料色散曲线图更正为：曲线太粗，不均匀，不光滑。应该用直尺、曲线板等工具把试验点连成光滑、均匀细实线nλ(nm)1.6500500.0700.01.67001.66001.70001.69001.6800600.0400.0玻璃材料色散曲线图•第46页横轴坐标分度选取不妥。横轴以3cm代表1V，使作图和读图都很困难。实际在选择坐标分度值时，应既满足有效数字要求又便于作图和读图，普通以1mm代表量值是10整数次幂或是其2倍或5倍。I(mA)U(V)o1.002.003.004.008.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.00电学元件伏安特征曲线I(mA)U(V)02.008.004.0020.0016.0012.0018.0014.0010.006.002.001.003.00电学元件伏安特征曲线第47页请看：第48页

某人用弹簧振子测弹簧劲度，振子质量为１ｍ、２ｍ、……、８ｍ时测得伸长位置坐标为ｘ１、ｘ２、……、ｘ８，依据虎克定律得逐差法第49页假如简单地计算每一个

x相加算术平均值，第50页要想充分地、最大程度地利用所测得数据，保持屡次测量优点，降低测量误差，则必须要使用逐差法求Δｘ平均值。ｘiｘ+i=x(n/2)+iｘ4+i-ｘiｘ１ｘ5Y1=ｘ5-ｘ1ｘ2ｘ6Y2=ｘ6-ｘ2ｘ３ｘ7Y3=ｘ7-ｘ3ｘ４ｘ８Y4=ｘ8-ｘ4第51页逐差法优点：利用逐差法求物理量，能够充分利用数据，消除一些定值系统误差，减小随机误差影响第52页最小二乘法是一个比较准确曲线拟正当,它主要原理是：若能找到一条最正确拟合曲线那么各测量值与这条拟合曲线上对应点之差平方和应是最小。

最小二乘法y=b+kx

斜率

[回归分析]第53页有效数字测量结果＝数据＋单位

观察值

误差界

准确数＋欠准数

全部准确数＋１位欠准确数＝有效数字

第54页（3）此时刻度读数为90.70厘米（4）此时刻度读数为90.8厘米所以，我们可得出其定义：有效数字实际是由表征测量结果可靠数与可疑数组成。可疑数字在有效数字中普通只有一位。有效数字位数与所用仪器精度相关。第55页有效数字特点（1）位数与小数点位置无关。35.76cm=0.3576m=0.0003576km（2）0地位0.00035763.0053.000都是四位（3）科学计数法第56页（4）有效数字不能随意增减，如数据0.01370中前面两个“0”不是有效数字,而末尾“0”是有效数字，它与1、3、7三个数含有同等地位。故末尾“0”不能去掉。（5）单位换算过程中有效数字位数不应改变。如15cm长度换算为mm表示时，应写：15cm＝1.5×101mm，而不能写成150mm。第57页测量结果截取有效数字位数由绝对误差决定。要求：绝对误差只取１位有效数字；相对误差最多能够取２位。测量结果有效数字最末位应与误差所在位对齐。如L=6.24±0.02cm是正确，而L=6.2±0.02cm或L=6.243±0.02cm都是错误。第58页直接测量量数据处理举例

对某量测量6次,测量值分别为9.1809.1939.2679.2519.2669.239(cm)cm计算最终结果：｛绝对误差保留1位,且使平均值最终一位与之对齐（相对误差）（标准误差）第59页

123456789四舍六入，五看奇偶，前奇入，前偶舍。比如:

舍入为；舍入为

舍入为；舍入为

等等。(加横划者为可疑数字)。不过，对于五看奇偶在舍入之前必须看舍入位（5）之后有没有数字，比如46.452要保留3位有效数字时，就应该舍入为46.5

舍入规则：第60页有效数字运算规则：

有效数字