实验测量与数据处理(第3章).ppt
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1、第3章 物理实验测量与数据处理 实验设计方法和案例,3.1 物理实验基本测量方法,(1)比较法:待测量与标准具比较。 直接比较(直接测量、直接读数) 间接比较(间接测量为主),(2) 放大法 累计放大:测均匀细丝的直径、测周期。 机械放大:游标卡尺,螺旋测微计,分光计。 光学放大:测微目镜、读数显微镜、光杠杆(视角放大) 电子学放大:放大电路。,(3) 转换测量法: 参量转换:杨氏模量;单摆测重力加速度(测g转换为测L、T)。 能量转换:机械转电,磁转电,光转电,压转电,热转电 传感器。,(4) 模拟法,以相应理论为基础,不直接研究自然现象或过程的本身,而用类似这些现象或过程的模型来研究。 物
2、理模拟小模型,保持同一物理本质。如水坝、飞机的设计 数学模拟两个不同的现象或过程可以用同一个数学形式来描述,但物理本质不同。如:稳恒电流的电场模拟静电场。 人工智能模拟计算机模拟,预测可能出现的现象和结果。,(5) 补偿法:提供一种可调的标准量来抵消被测量所呈现的作用,对待测量进行测量。 如:惠斯登电桥;电位差计测电动势。 (6) 平衡法:天平平衡、电桥平衡,注意:实验中物理思想的体现,实验是为了探索和验证物理规律,这些都与物理现象的特性相关。 气体性质:温度、压强、体积及其关系。 波动:干涉、衍射。 时间测量:滴水、沙漏,节拍、音叉、秒表、打点、闪光拍照;单摆、复摆、转盘。,注意:实验中教学
3、思想的体现,教学实验:有其教学目的,遵循教学原则和教学规律,根据不同需要,有不同的设计方案。如: 演示实验:明显、直观、可靠,生动。 学生实验:个别操作,定量测量。需要培养能力,控制误差,保证安全。 课外实验:趣味性,简单易行。 物理过程要尽量长、能重复。,3.2 运用误差理论改进实验效果的方法,(1)减少系统误差 原因:理论方法的误差(单摆周期公式、散热、接线接触电阻、伏安法中的内接与外接);仪器误差;个人误差;环境误差。 发现与消除:理论公式的完善、仪器的校准、实验条件的满足。找修正值,参数替代。,(2)减少偶然误差 原因: 主观方面:实验者个人感官、操作协调因素。 客观方面:实验条件、环
4、境的变化(电、风) 减少和消除:增加测量次数(56次)(正态分布),(3)注意问题: 测量的精度、准确度、精确度概念 测量的不确定度 被测量 有效数字及其测量结果的表示 d=(4.997 0.007)(mm) 误差传递(和差、乘除),xx,3.3选择实验方案和器材的方法,第1章时讲过,自行阅读有关章节。,3.4物理实验数据处理的方法,(1)列表法简单而明确地表示物理量之间的关系,便于检查测量是否合理,有利与计算和分析。 (2)作图法在坐标平面上以曲线表示物理量之间的关系。 作用与优点: 简明直观(可以多条曲线比较,比列表法形象) 图上可以求出物理量(光电效应:eVshf-hf0, 单摆:T2l
5、) 校准仪器的响应曲线 线性拟合,作图规则(高考要求),选用坐标纸 定坐标和标刻度 标点 连线 标图名,6.3逐差法对等间距测量的有序数据进行逐项或等间隔项相减得到结果。 优点:可充分利用数据,计算简便。 6.4最小二乘法从实验数据求经验方程(函数关系) 由一组实验数据找出一条最佳的拟合直线(曲线),获得变量之间的函数关系,称为回归方程。,讨论(2),1.若干个直径不同小钢珠的平均密度测量。 2.一个不规则固体的密度测量。 3.一个浸润性固体的密度测量。,中学物理实验设计 案例分析,物理实验指导用书(八年级上册)配沪科粤教版 第一章 走进物理世界 活动1-1 长度的测量刻度尺的使用 活动1-2
6、 时间的测量停表的使用 活动1-3 探究单摆的奥秘 第二章 声音与环境 活动2-1 探究声音的产生 活动2-2 探究声音传播的条件 活动2-3 探究声音的强弱与什么因素有关,第三章 光和眼睛 活动3-1 探究光的反射定律 活动3-2 探究平面镜成像的特点 活动3-3 探究光的折射规律 活动3-4 测量凸透镜的焦距 活动3-5 探究凸透镜的成像规律 活动3-6 探究太阳光的奥秘 第四章 物质形态及其变化 活动4-1 温度计的使用 活动4-2 探究影响液体蒸发的因素 活动4-3 探究液体的沸腾 活动4-4 探究冰、松香的熔化特点和非晶体熔化时的特点,第五章 我们周围的物质 活动5-1 学习使用托盘
7、天平 活动5-2 测量液体的质量 活动5-3 探究物体的质量与体积的关系 活动5-4 用天平和量筒测定小石块的密度 八年级(下) 第六章 物质形态及其变化 实验1 温度计的使用 实验2 探究影响蒸发快慢的因素 实验3 探究液体沸腾的特点 实验4 探究熔化和凝固的特点 实验5 探究影响水的沸点的因素,第七章 简单电路 实验1 连接电路 实验2 探究串、并联电路中各处电流的关系 实验3 探究串、并联电路中电压的规律 实验4 探究电阻跟导体的哪些因素有关 实验5 用滑动变阻器改变电流 实验6 探究欧姆定律 实验7 测量小灯泡工作时的电阻 第八章 力和机械 第九章 运动和力 实验测试参考答案,九年级实
8、验(上) 第十章 神奇的压强 活动101 压力的作用效果与哪些因素有关 活动102 感受压力的作用效果与受力面积的关系 活动103 研究液体的压强 活动104 模仿帕斯卡实验 活动105 探究液体内部的压强 活动106 进一步研究液体压强与液体深度的关系 活动107 探究大气是否存在压强 活动108 估测大气压 活动10一9 探究液体的沸点与表面气压的关系,第十一章 浮力 活动11一1 浮力的测试 活动112 浮力是怎样产生的 活动113 研究物体的浮沉条件 活动114 研究气体的浮力 活动115 探究浮力的大小与哪些因素有关 活动1l一6 鸡蛋的浮沉 活动1l一7 利用浮力测物体的密度 活动
9、1l一8 探究气体压强与空气流速的关系 活动119 升力是怎样产生的,第十二章 机械功和机械能 活动121 估测人体输出的功率 活动122 探究滑轮组的机械效率 活动123 机械效率与动滑轮的重力有何关系 活动124 探究动能的大小跟哪些因素有关 活动125 探究重力势能的大小跟哪些因素有关 活动126 探究动能与势能的转化 第十三章 内能与热机 活动131 改变物体的内能 活动132探究物质的吸、放热性能,第十四章 电磁铁与自动控制 活动141 你对永磁体知道多少 活动142 用铁屑显示永磁体的磁场 活动143 探究电磁铁的构造 活动144 探究通电螺线管的极性 活动145 研究电磁铁磁性的
10、强弱 活动146 认识和使用继电器,高中物理实验大全 【作者】韩怀君编【出版社】山西教育出版社 第一章 常用物理实验仪器 1 误差 2 有效数字和读数 3 刻度尺 4 游标卡尺 5 螺旋测微器 6 秒表 7 打点计时器 8 直流电流表和直流电压表 9 多用电表 10 滑动变阻器和电阻箱 11 天平和弹簧秤 12 温度表和气压计,第二章 力学实验 1 长度的测量 2 验证力的平行四边形定则 3 练习使用打点计时器 4 研究匀变速直线运动 5 验证牛顿第二定律 6 研究平抛物体的运动 7 验证动量守恒定律 8 验证机械能守恒定律 9 探索弹力和弹簧伸长的关系 10 用单摆测定重力加速度,第三章 电
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