物理計算中遵守有效數(shù)字規(guī)則

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習網(wǎng)

  有效數(shù)字帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)據(jù)叫有效數(shù)據(jù),有效數(shù)字的最后一位是測量者估讀出來的,因此這一位數(shù)字是不可靠的,也是誤差所在位。

  1、計算中遵守有效數(shù)字規(guī)則:

 。1)不可靠數(shù)字與別的數(shù)相加減、相乘除,所得的結(jié)果也是不可靠的。

 。2)計算結(jié)果只能保留一位不可靠數(shù)字,但在計算過程中,可以保留兩位不可靠數(shù)字,最后再四舍五入。

 。3)物體的個數(shù)、實驗的次數(shù)是準確數(shù),它們與近似數(shù)相乘除時,有效數(shù)字的位數(shù)應(yīng)等于原來近似數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)。

  有效數(shù)字的位數(shù)是從左起第一位非零數(shù)字算起到最后一位數(shù)字(含零)的總位數(shù),其最后一位即不可靠數(shù)字,是估讀得到的。

  實驗數(shù)據(jù)常用的處理方法1、直接比較法 中學(xué)物理的某些實驗,只需通過定性的確定物理量間的關(guān)系,或?qū)嶒灲Y(jié)果與標準值相比較,就可得出實驗結(jié)論的,則可應(yīng)用直接比較法。如研究"驗證力的平行四邊形定則"實驗中,可直接比較實驗中測出的合力和根據(jù)實驗做出的平行四邊形的對角線,比較兩矢量的大小和方向,可確定是否達到了驗證平行四邊形定則的目的;在"研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象"的實驗中,可在觀察、記錄的基礎(chǔ)上,經(jīng)過比較和推理,得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件和判定感應(yīng)電流方向的方法。

  2、描跡法 描跡可形象直觀地直接反映實驗結(jié)果。如在"研究平拋物體的運動"實驗中,用描跡法直接描繪小球的運動軌跡;在"電場中等勢線的描繪"的實驗中,用描跡法描繪等勢線等。應(yīng)用描跡法時應(yīng)注意:

  (1)所描出的曲線或直線應(yīng)是平滑的,不應(yīng)有突然的轉(zhuǎn)折。

 。2)個別點若偏離所描出的曲線太遠,可認為是某種偶然因素所致,一般可將這樣的點舍去。

 。3)為能較為準確地描述所記錄的曲線,實驗所記錄的點的總數(shù)不能太少,且應(yīng)在所描范圍內(nèi)大致均勻分布。

  3、平均法 取算術(shù)平均值是減小偶然誤差常用的數(shù)據(jù)處理方法,把待測物理量的若干次測量結(jié)果值相加后除以測量次數(shù)。平均法的基本原理是:在多次測量中,由偶然誤差引起的正、負偏差出現(xiàn)的機會相等。故將多次的測量值相加時,所有偏差的代數(shù)和為零。

  在求平均值時應(yīng)注意在什么情況下求平均值,例如求凸透鏡焦距時,應(yīng)對每一組物距和像距求得的多個焦距值求平均值,而不應(yīng)對各個物距和像距求平均值。

  4、列表法 把被測物理量分類列表表示出來,需說明記錄表的要求,主要內(nèi)容。列表法有制表方便,形式緊湊,數(shù)據(jù)易于比較等優(yōu)點。列表法還常常是圖表法的基礎(chǔ)。列表法應(yīng)注意:

 。1)項目應(yīng)包括名稱及單位。

 。2)實驗測得的數(shù)據(jù)應(yīng)按測量結(jié)果,取恰當?shù)挠行?shù)字填入。

 。3)自變量應(yīng)按逐漸增加或減小的順序排列。

  5、圖表法 建立合理的坐標系,將實驗數(shù)據(jù)作為坐標點在坐標系中表示出來,尋找坐標點之間的規(guī)律,作圖處理數(shù)據(jù)的優(yōu)點是直觀、明顯。由圖像的斜率、截距、包圍的面積、外推可以研究物理量之間的規(guī)律。

  作圖像時應(yīng)注意以下幾個方面:

 。1)坐標軸代表的物理量要合理,這樣便于找出規(guī)律,一般多選用直線作圖線,因為直線明了直觀,而曲線的規(guī)律不易判定。

  在中學(xué)物理實驗中,常取x或 1/x 為自變量,以便使做出的函數(shù)圖像為直線,從而可直觀的得出變量間的函數(shù)關(guān)系。在"測電池電動勢和內(nèi)阻"的實驗中,以I為自變量作U-I圖像;當函數(shù)與自變量x成反比例時,常以 1/x 為自變量。

 。2)坐標建立要規(guī)范,坐標軸上要標明物理量,對應(yīng)單位,注意正確選取橫軸和縱軸的標度,橫坐標和縱坐標的比例以及坐標起點,使所做出的圖像大致布滿整個圖紙。如在"測電池電動勢和內(nèi)阻"的實驗中,縱坐標U的起點可以不為零。

 。3)選點要恰當,作圖要規(guī)范,直線至少取5點,曲線10~15點,且在曲線彎曲處取點密集一些;對直線作圖,應(yīng)使直線通過盡可能多的點,不通過的點應(yīng)均勻分布在直線兩側(cè);對曲線作圖要平滑,不能做成折線,對于有些特異性的點可以分析取舍。

 。4)根據(jù)圖像分析圖線的斜率、截距等物理意義,計算斜率時應(yīng)選取直線上相距較遠的兩點,而不一定要選取原來的數(shù)據(jù)點,這樣便于取得更精確的平均值。


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