『壹』 物理實驗中如何進行誤差分析
在一般實驗中,對於測量結果要看方法是否最優化、測量工具十分最精密、同一測量者使用同一測量工具在估讀時也會造成不同的誤差.誤差是不能避免的,要求不高的話、將多次測量值求平均值即可.
『貳』 物理實驗誤差分析
物理實驗離不開對物理量進行測量。由於測量儀器、實驗條件、測量方法與人為因素的局限,測量是不可能無限精確的。接下來我為你整理了物理實驗誤差分析,一起來看看吧。
誤差是客觀存在的,但誤差有大與小之別,我們只有知道誤差的產生、變大或減小的原因,才能在實驗中盡可能地減小誤差。從誤差產生的來源看,誤差可分系統誤差和偶然誤差。
例1.彈簧測力計測量時的誤差分析
1.偶然誤差
彈簧測力計測量讀數時,經常出現有時讀數偏大,有時讀數又可能偏小,每次的讀數一般不等,這就是測量中存在的偶然誤差。
2.系統誤差
首先,從測力計的設計上看,在製作刻度時,都是按向上拉設計的,此時彈簧受自重而伸長。因此向上拉使用時,彈簧的自重對測量沒有影響,此時誤差最小。當我們水平使用時,彈簧的自身重力豎直向下,而彈簧水平放置,此時彈簧自重不會使彈簧長度發生變化。與豎直向上使用對比,彈簧長度略短,指針沒有指在零刻度線上。這時,使用誤差增大,測量值略小於真實值(但由於變化不大可以忽略不計)。當我們豎直向下用力使用時,彈簧由於自身重力影響而變短,與豎直向上使用相比指針偏離零刻度底線較遠,這時使用誤差較大,測量值比真實值小得多。我們在使用時必須進行零點矯正。
在對誤差進行分析研究確定其產生來源和所屬類型後,可採用適當的方法對系統誤差加以限制或減小,使測得值中的誤差得到抵消,從而消弱或減小誤差對結果的影響。
1.偶然誤差的控制
(1)測量中讀數誤差的控制
測量儀器的讀數規則是:測量誤差出現在哪一位,讀數就應讀到哪一位,一般可根據測量儀器的最小分度來確定讀數誤差出現的位置。
(2)數據處理過程中測量誤差的控制
數據處理問題的各個方面都是與測量誤差問題密切相關的,總的原則是:數據處理不能引進“誤差”的精確度,但也不能因為處理不當而引進“誤差”來,要充分利用和合理取捨所得數據,得出最好的結果來,數據處理過程中應注意以下幾點。
①在運算中要適當保留有效數字。
②多次測量後的數據要參照一定的判斷決定是否全部數據都保留。
③用作圖法處理數據時,要注意圖紙大小的選擇,等等。
2.系統誤差的控制
(1)通過更科學的實驗設計來減小系統誤差。
不科學的或者不恰當的實驗設計會導致較大的難以忽略的系統誤差。反之,一個科學的實驗設計則能有效減少系統誤差。
(2)實驗操作進程中減小測量誤差。
①儀器的調整和調節。儀器要調整達到規定的設計技術指標,如光具座、天平和電表的靈敏度等。計測儀表要定期校準到它的偏離對實驗結果所造成的影響可以忽略不計。
②實驗條件的保證。必須保證實驗的理論設計和儀器裝置所要求的實驗條件。
③儀表的選用。如選用大量程的檔去測量小量值,儀表的偏轉只佔整個量程中的一小部分,這就會導致相對誤差變大或者是使用這種等級的儀表是浪費的。
④測量安排。要從測量誤差的角度來考慮。有的關鍵量要進行多次測量,還要想方設法從各個角度去把它測准;可以多測一些容易測準的量,消去一個或幾個不易測準的量。有時,在測量步驟的安排上作適當的考慮也可以減小誤差,如有的量在實驗過程中是隨機起伏的,有的量則是定向漂移的,都可以在測量中作出一定的安排來減小誤差。
(3)通過測量後的理論計算提供修正值來減小實驗系統誤差。
有些實驗在現有實驗條件下已很難有大的改進,那麼這類實驗就可以通過理論計算提供修正值從而達到減少系統誤差的目的。
例2.伏安法測電阻系統誤差的減小
伏安法測電阻中因電流表分壓和電壓表分流產生的系統誤差可以通過電路的設計來減小。
『叄』 物理中探究實驗的方法有那些
1、控制變數法:就是把一個多因素影響某一物理量的問題,通過控制某幾個因素不變,只讓其中一個因素改變,從而轉化為單一因素影響某一物理量問題的研究方法。
2、轉換法(放大法):對於一些看不見,摸不著的物理現象,或不易直接測量的物理量,用一些非常直觀的現象去認識或用容易測量的物理量間接測量的方法。
3、等效替代法(等效法):在研究物理問題時,有時為了使問題簡化,常用一個物理量來代替其他所有物理量,但不會改變物理效果。
4、理想模型法(抽象法、描述法):把復雜問題簡單化,將抽象的物理現象用簡單易懂的具體模型表示。
5、實驗推理法(科學推理法、理想實驗法):有一些物理現象,由於受實驗條件所限,無法直接驗證,需要我們先進行實驗,再進行合理推理得出正確結論,這也是一種常用的科學方法。
(3)物理實驗發現誤差常用的方法擴展閱讀
物理學中對於多因素(多變數)的問題,常常採用控制因素(變數)的方法,把多因素的問題變成多個單因素的問題。每一次只改變其中的某一個因素,而控制其餘幾個因素不變,從而研究被改變的這個因素對事物的影響,分別加以研究,最後再綜合解決。
它是科學探究中的重要思想方法,廣泛地運用在各種科學探索和科學實驗研究之中。
1、獨立變數,即一個量改變不會引起除因變數以外的其他量的改變。只有將某物理量由獨立變數來表達,由它給出的函數關系才是正確的。
2、非獨立變數,一個量改變會引起除因變數以外的其他量改變。把非獨立變數看做是獨立變數,是確定物理量間關系的一大忌。
正確確定物理表達式中的物理量是常量還是變數,是獨立變數還是非獨立變數,不但是正確解答有關問題的前提和保障,而且還可以簡化解答過程。
『肆』 高中物理實驗中的誤差及其處理
高中各科目的學習對同學們提高綜合成績非常重要,大家一定要認真掌握,我為大家整理了高中物理實驗:實驗誤差及其處理,希望同學們學業有成!
1、誤差 測量值與真實值之間的差異。誤差不是錯誤,在測量時誤差是不可避免的。
真實值:是指被測物理量在規定的時間和空間內的客觀大小,即物理量的真實值。實驗中真實值是得不到的,通常用多次測量的算術平均值來代替真實值,且測量次數越多,平均值就越接近真實值。
測量值:由測量儀器直接讀出的物理量的數值或將測量數據直接帶入公式計算出來的物理量的數值。
2、從誤差來源看,誤差可分為系統誤差和偶然誤差
(1)系統誤差 主要是由於實驗原理不夠完善、實驗儀器精度不夠、實驗方法粗略而產生的。基本特點:實驗結果對真實值的偏差總是具有相同的傾向性,即總是偏小或偏大。減小方法:改善實驗原理,提高實驗儀器的測量精度,設計更精巧的實驗方法。
(2)偶然誤差 是由於各種偶然因素對實驗者和實驗儀器的影響而產生的,如測量環境(或條件)的不穩定、實驗者的經驗不足。特點:總是有時偏大,有時偏小,且偏大和偏小的機會相等。減小方法:多次實驗取平均值。
3、從數據分析看,誤差分為絕對誤差和相對誤差
(1)絕對誤差 是測量值與真實值之差。在直接用儀器測量某一物理量時,提高測量儀器的精度是減小絕對誤差的重要方法。
(2)相對誤差 相對誤差等於絕對誤差與真實值之比,常用百分比表示,反映了實驗結果的精確程度。在難以減小絕對誤差時,增大真實值是減小相對誤差的簡易而有效的方法。
4、減小誤差的方法
(1)校準測量儀器。如電流表、電壓表、歐姆表、天平等儀器,使用前應先進行調零校準。
(2)恰當選擇儀器的量程和精確度。
(3)完善實驗原理。
(4)進行多次重復實驗,求其平均值。
(5)以圖像法代替公式法處理實驗數據。
(6)改進實驗方法。
以上就是為大家整理的高中物理實驗:實驗誤差及其處理,希望同學們閱讀後會對自己有所幫助,祝大家閱讀愉快。
『伍』 物理實驗中誤差怎樣計算
物理實驗中誤差的計算方法
1、絕對誤差: 測量值減真實值△m=m-m0
2、相對誤差(百分誤差)△m/m0*100%
『陸』 做物理實驗時,除了系統誤差還有什麼誤差能否給舉幾個例子謝謝解答😊
LZ您好
誤差只有兩類,一是你說的系統誤差,二是偶然誤差。
系統誤差包含試劑誤差(譬如油膜法測量分子直徑,不使用油酸而使用別的。),儀器誤差(譬如測量長度用的尺子的精密程度),方法誤差(測量分析使用的方法,涵蓋計算有效數字,數據處理),操作誤差等等,這些誤差都是可測的。
偶然誤差與系統誤差相對,在相同條件下,對同一物理量多次測量,會因偶然因素而產生的誤差,這類誤差不可測,難以找出原因並加以排除,但是往往符合一定的統計規律,可以用取均值等手段盡量減小誤差影響。
大致上偶然誤差包含熱脹冷縮,濕度,電源電壓,振動,甚至包括視線沒和刻度完全平行之類。
『柒』 高中物理實驗常見方法有哪些
探究物理實驗的科學方法有許多種, 常用的有觀察法、控制變數法、轉換法、等效替代法。高中這幾個都有,但考試考的最多的應該是控制變數法和等效替代法。
下面筆者將這些常用方法總結如下。 一、觀察法 觀察是學習物理最基本的方法,是科學歸納的必要條件, 學生對學習活動的外部表現進行有目的、有計劃的觀察、記錄, 能夠為物理概念的形成、物理知識的理解、物理規律的探究提供信息和依據。常用觀察方法有: 1.觀察重點, 排除無關因素的干擾。如做氣體膨脹對外做功的實驗時,學生只聽到「嘭」的一聲, 看到瓶塞跳得很高, 對真正需要看的現象---塑料瓶口出現的酒精煙霧卻視而不見, 這就需要教師及時交待, 提醒學生, 然後再進行分析。 2.前後對比觀察, 抓住因果關系。如學習密度一節時, 我首先讓學生區分銅塊、鐵塊、鋁塊、石塊、酒精、水等物體, 通過觀察它們的顏色、狀態、軟硬來辨認。然後出示用紙包住的相同體積的銅塊、鐵塊、鋁塊, 怎樣區分它們? 學生通過實驗發現, 它們的質量不同, 因而得出相同體積的物體質量不同, 也是物質的一種特性, 從而引入密度概念。 3.正、反對比觀察, 深化認識。在指導學生觀察時, 多採用一些正反對比的方法, 可以加深學生理解知識, 拓寬思路。如探究聲音的產生, 即無聲又有聲; 探究沸點與氣壓的關系時, 即增大氣壓, 沸點升高, 減小氣壓, 沸點降低。 二、控制變數法 控制變數法是指一個物理量與多個物理量有關, 把多因素的問題變成多個單因素的問題, 分別加以研究, 最後再綜合解決。利用控制變數法研究物理問題, 有利於扭轉「重結論、輕過程」的傾向, 有利於培養學生的科學素養, 使學生學會學習。如導體中的電流與導體兩端的電壓和導體的電阻都有關系, 研究導體中的電流跟這段導體兩端的電壓時, 控制導體的電阻不變, 改變導體兩端電壓, 看導體中電流的變化, 通過學生實驗, 得出歐姆定律I=U/R。另外,研究導體的電阻大小、滑動摩擦力的大小、液體壓強的大小、浮力大小、動能和重力勢能大小、電流的熱量的大小、壓力的作用效果、滑輪組的機械效率、電磁鐵的磁性強弱、產生感應電流方向也都用到了控制變數法。 三、轉換法 轉化法是指將抽象的、看不見、摸不著或者是微小變化的現象或規律, 使之轉化為學生熟知的看見的現象來認識它們。如電流看不見、摸不到, 但可以根據電流產生的效應來認識, 磁場也可以根據地磁場的基本性質來認識; 研究電熱與電流、電阻有關時, 將產生的電熱多少轉換成液柱上升的高度; 回答動能與什麼因素有關時, 將動能的大小轉換成了小球運動的遠近。對於不容易測得物理量, 可以根據定義式轉換成能夠直接測量的物理量。如測量燈泡的電功率, 轉化成利用電流表通過燈泡的電流I, 用電壓表測出燈泡兩端電壓U, 通過P=IU計算得出電功率P。類似的實驗還有, 將測不規則小石塊的體積轉換成測石塊排開水的體積;測曲線的長短時轉換成測細棉線的長度, 測硬幣的直徑轉換成測刻度尺的長度; 測量滑動摩擦力大小轉換成測拉力的大小;測量大氣壓強值轉換成求被大氣壓壓起的水銀柱的壓強。 對於能看到的實驗現象, 但是不容易觀察, 將它產生的效果放大再研究。如音叉的振動藉助於乒乓球被彈起的幅度將其現象放大來觀察; 壓力對玻璃瓶的形變時將玻璃瓶密閉, 裝滿紅水,插上一個小玻璃管, 將玻璃瓶形變引起液面變化放大成小玻璃管液面的變化。 四、等效替代法 等效替代法是指抓住兩個看似不同的物理過程, 尋求其共同效果。如用合力替代物體所受幾個力時, 合力與原來幾個力的作用效果相同; 研究串、並聯電路的總電阻時, 用總電阻大小代替分電阻大小; 在平面鏡成像的實驗中,由於我們無法真正的測出物與像的大小, 所以利用了一個完全相同的另一根蠟燭來等效替代像的大小, 從而驗證物與像的大小相同。
麻煩採納,謝謝!
『捌』 物理實驗的方法有哪些
1 控制變數法:這個應該是最常見的實驗方法。
例如,在「探究壓強與哪些因素有關」、「探究電流與電阻的關系」、「研究弦樂器的音調與弦的松緊、長短和粗細的關系」等實驗中都用到了該實驗方法。
2 類比法:例如,在學習電流時,為了更好地理解,與生活中熟悉的水流作類比。
實驗+推理法:有些理論只有在理想空間里才能通過實驗得出,此時,我們可以在現實條件實驗的基礎上推導出來這些理論。
例如,在初二我們學過牛頓第一定律:一切物體在沒有受到力的作用時,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。我們知道,物體在運動過程中必定會受到阻力作用,但是我們通過多次實驗,可以推出這一結論。
3 描述法:例如,在生活中是不存在光線的,我們為了更好地學習光,才引進了「光線」這一詞。
4 轉換法:例如,我們在學習「聲音是振動產生的」這一知識時,我們把音叉的微小振動轉換為乒乓球的擺動。使實驗現象更為明顯。
5 模型法:我們在學習原子結構時,為了更好地認識原子的內部結構,用太陽系模型代表原子結構。
(8)物理實驗發現誤差常用的方法擴展閱讀:
物理實驗是初高中階段物理課程中包含的相關實驗,包括電學實驗、力學實驗、熱學實驗、光學實驗等等,常用於驗證物理學科的定理定律。
實驗物理是相對於理論物理而言,理論物理是從理論上探索自然界未知的物質結構、相互作用和物質運動的基本規律的學科。
理論物理的研究領域涉及粒子物理與原子核物理、統計物理、凝聚態物理、宇宙學等,幾乎包括物理學所有分支的基本理論問題。而實驗物理主要是從實驗上來探索物質世界和自然規律。
實驗室使用守則
1、為保護實驗儀器和保持環境衛生,學生必須脫鞋進入實驗室。
2、實驗室是全校師生進行實驗教學和科研活動的場所,學生進入實驗室後要保持肅靜,遵守紀律。
3、做實驗前,認真聽教師講解實驗目的、步驟、儀器的性能操作、方法和注意事項,認真檢查所需儀器設備是否完好齊全,如有缺損要及時向教師報告。
4、實驗時要遵守操作規程,按照實驗步驟認真操作。
5、實驗時要注意安全,防止意外發生。
6、愛護實驗室儀器設備。
7、實驗完畢要認真清理儀器設備,關閉水源電源。
性質
1.真理性:物理學的理論和實驗揭示了自然界的奧秘,反映出物質運動的客觀規律。
2.和諧統一性:神秘的太空中天體的運動,在開普勒三定律的描繪下,顯出多麼的和諧有序。物理學上的幾次大統一,也顯示出美的感覺。牛頓用三大定律和萬有引力定律把天上和地上所有宏觀物體統一了。
麥克斯韋電磁理論的建立,又使電和磁實現了統一。愛因斯坦質能方程又把質量和能量建立了統一。光的波粒二象性理論把粒子性、波動性實現了統一。愛因斯坦的相對論又把時間、空間統一了。
3.簡潔性:物理規律的數學語言,體現了物理的簡潔明快性。如:牛頓第二定律,愛因斯坦的質能方程,法拉第電磁感應定律。
4.對稱性:對稱一般指物體形狀的對稱性,深層次的對稱表現為事物發展變化或客觀規律的對稱性。如:物理學中各種晶體的空間點陣結構具有高度的對稱性。豎直上拋運動、簡諧運動、波動鏡像對稱、磁電對稱、作用力與反作用力對稱、正粒子和反粒子、正物質和反物質、正電和負電等。
5.預測性:正確的物理理論,不僅能解釋當時已發現的物理現象,更能預測當時無法探測到的物理現象。例如麥克斯韋電磁理論預測電磁波存在,盧瑟福預言中子的存在,菲涅爾的衍射理論預言圓盤衍射中央有泊松亮斑,狄拉克預言電子的存在。
6.精巧性:物理實驗具有精巧性,設計方法的巧妙,使得物理現象更加明顯。
『玖』 高中物理,求逐差法,減小誤差的原理
物理逐差法的應用原理是:多次測量求平均值,減小偶然誤差。
逐差法是針對自變數等量變化,因變數也做等量變化時,所測得有序數據等間隔相減後取其逐差平均值得到的結果。其優點是充分利用了測量數據,具有對數據取平均的效果,可及時發現差錯或數據的分布規律,及時糾正或及時總結數據規律。它也是物理實驗中處理數據常用的一種方法。
望採納
『拾』 物理實驗中得誤差分析怎麼做最好
誤差來源於多種因素,環境、測量儀器、人為,等等,從關聯性較高的若干個方面去分析即可,比如力學試驗,摩擦力、微小質量、儀器精度都可以拿來說事。