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高中物理实验误差及处理方法
在物理实验中,要知道物理量的数值就必须进行测量。但是,测量的结果不可能绝对准确测量值与真实值之差总存在或大或小的差异,即误差实验中的误差和错误是两个完全不同的概念,错误必须防止,必须纠正但误差却不可避免,我们只能设法减小它。下面是小编精心整理的高中物理实验误差及处理方法,欢迎大家分享。
高中物理实验误差及处理方法
1、误差 测量值与真实值之间的差异。误差不是错误,在测量时误差是不可避免的。
真实值:是指被测物理量在规定的时间和空间内的客观大小,即物理量的真实值。实验中真实值是得不到的,通常用多次测量的算术平均值来代替真实值,且测量次数越多,平均值就越接近真实值。
测量值:由测量仪器直接读出的物理量的数值或将测量数据直接带入公式计算出来的物理量的数值。
2、从误差来源看 高中数学,误差可分为系统误差和偶然误差
(1)系统误差 主要是由于实验原理不够完善、实验仪器精度不够、实验方法粗略而产生的。基本特点:实验结果对真实值的偏差总是具有相同的倾向性,即总是偏小或偏大。
减小方法:改善实验原理,提高实验仪器的测量精度,设计更精巧的实验方法。
(2)偶然误差 是由于各种偶然因素对实验者和实验仪器的影响而产生的,如测量环境(或条件)的不稳定、实验者的经验不足。特点:总是有时偏大,有时偏小,且偏大和偏小的机会相等。
减小方法:多次实验取平均值。
3、从数据分析看,误差分为绝对误差和相对误差
(1)绝对误差 是测量值与真实值之差。在直接用仪器测量某一物理量时,提高测量仪器的精度是减小绝对误差的重要方法。
(2)相对误差 相对误差等于绝对误差与真实值之比,常用百分比表示,反映了实验结果的精确程度。在难以减小绝对误差时,增大真实值是减小相对误差的简易而有效的方法。
4、减小误差的方法
(1)校准测量仪器。如电流表、电压表、欧姆表、天平等仪器,使用前应先进行调零校准。
(2)恰当选择仪器的量程和精确度。
(3)完善实验原理。
(4)进行多次重复实验,求其平均值。
(5)以图像法代替公式法处理实验数据。
(6)改进实验方法。
怎样减小物理实验误差
1.要注意满足测量仪器的使用条件例如,托盘天平应放在比较平的台面上进行操作,在使用天平时应尽量减小震动,砝码要用镊子夹取,不能用手去拿,要轻拿轻放等等。
2.要注意测量仪器的零点调节。例如,天平只有在游码置于“0”线、横梁水平、指针指中的情况下才算零点准确,方可进行称量。又如,弹簧测力计的拉力的方向有较大的改变时,它的零点位置也会发生变化,应重新调整零点,再如,刻度尺的“0”刻度线容易磨损而看不清零刻度线,测量时,应重新选择零刻度线。
3.要注意正确选择仪表的量程应使所选的量程大于待测物理量的数值,同时该量程的最小刻度应符合待测量所需精确程度的要求例如,电流表有两个量程:0~0.6A和0~3A,若电路中的电流小于0.6A,则电流表应选择0~0.6A的量程测量;若电路中的电流大于0.6A、小于3A时,则电流表可选择0~3A的量程测量;若电路中的电流大于3A,则这个电流表不能使用,应重新换一个量程较大的电流表。
4.要有正确地观察读数的方法。例如,在观察量筒和量杯里的水面到达的刻度时,视线要跟水面相平。又如在观察刻度尺、弹簧测力计的读数时,视线要跟刻度线垂直。
5.应注意改进实验的方法例如,测单摆振动的周期时,测一次全振动的时间,误差较大,可以用累积的方法测量多次连续摆动的时间,然后求其平均值,就可减小误差,又如测一张纸的厚度的实验中,如测量一张纸,则误差较大;若先测出100张纸的厚度,再求平均值,就可减小误差,等等。
由于测量的误差不可避免,所以测量值也只能是近似值例如,用毫米刻度尺测出一本书的长度是184.2mm,最末一位数字是估计的,而用厘米刻度尺测同样长度时就不可能估计到毫米的十分位,通常,我们将这种带有一位估计数字的近似数叫做有效数字,例如,某个零件的直径的测量,用厘米刻度尺测量,读数是7cm;用毫米刻度尺测量,读数是2.70cm,用螺旋测微器测量,读数是2.700m显然,它们的含义是不一样的,它们分别代表两位、三位、四位有效数字,数2.7表示最末一位“7”是不可靠的,面数2.70和2.700则表示最末数字“0”是不可靠的,因此,小数最后的零是有意义的,不能随便舍去或添加但是,纯小数的第一个非零数字前面的零是用来表示小数点位数的,它不是有效数字。例如,0.92、0.085、0.0063都是两位有效数字。大的数字可以写成有一位整数的小数和10的乘方的积的形式,例如,3650km,如果是三位有效数字,就写成3.65×104km(是10的4次方)。
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