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物理實驗數據處理方法有哪些

發布時間:2023-04-28 19:00:15

❶ 作圖法處理物理化學實驗數據的主要應用有哪些

實驗數據是對實驗定量分析的依據,是探索、驗證物理規律的第一手資料。在系統誤差一定的情況下,實驗數據處理得恰當與否,會直接影響偶然誤差的大小。所以對實驗數據的處理是實驗復習的重要內容之一。本文結合一些實例來簡單介紹實驗數據的處理方法。

平均值法:取算術平均值是為減小偶然誤差而常用的一種數據處理方法。通常在同樣的測量條件下,對於某一物理量進行多次測量的結果不會完全一樣,用多次測量的算術平均值作為測量結果,是真實值的最好近似。

列表時應注意:

①表格要直接地反映有關物理量之間的關系,一般把自變數寫在前邊,因變數緊接著寫在後面,便於分析。

②表格要清楚地反映測量的次數,測得的物理量的名稱及單位,計算的物理量的名稱及單位。物理量的單位可寫在標題欄內,一般不在數值欄內重復出現。

③表中所列數據要正確反映測量值的有效數字。

大學物理實驗中有哪幾種數據處理的方法

列表法、圖解法、最小二乘法、逐差法

❸ 大學物理實驗中如何處理數據..規則是什麼啊..如何取位.

一般讀數為分度值以下一位估讀。
數據處理時要考慮精度,經計算後,根據該值在公式中的運算,相對誤差的計算有合成法則的(很多,指望我打出來不可能,請自行查找大學物理教材),如果要求不高,高中物理競賽就有一本書上有。處理方法有直線擬合的最小二乘法(計算器可以計算)、化曲為直的對數處理等等。
我比較推薦高中物理競賽那本全國委員會的書,因為考慮到高中的接受能力,編的很簡單。大學生看應該也有幫助。

❹ 表差法與逐差法分別是怎樣處理實驗數據的他們有什麼特點分別適合處理什麼樣的數據

表差法與逐差法:

1、表差法: 是對表格數據中相鄰兩行數據不斷做差計算,再對差值進行做差求值,直到N次差值相等為止。

2、逐差法: 就是把測量數據中的因變數進行逐項相減或按順序分為兩組進行對應項相減,然後將所得差值作為因變數的多次測量值進行數據處理的方法。

【區別】

1、表差法的優點在於數據利用充分,能夠求的公式,缺點在於結果容易受到單一數據影響,並且比較麻煩。

2、逐差法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。

(4)物理實驗數據處理方法有哪些擴展閱讀:

常用的數據處理方法:

1、列表法:

在記錄和處理數據時,將所得數據列成表。數據列表後,可以簡單明確、形式緊湊地表示出有關物理量之間的對應關系;便於隨時檢查結果是否合理,及時發現問題,減少和避免錯誤;有助於找出有關物理量之間規律性的聯系,進而求出經驗公式等。

2、作圖法:

作圖法是將兩列數據之間的關系用圖線表示出來。用作圖法處理實驗數據是數據處理的
常用方法之一,它能直觀地顯示物理量之間的對應關系,揭示物理量之間的聯系。

❺ 物理實驗數據處理的方法有哪些

實驗數據的處理方法

實驗結果的表示,首先取決於實驗的物理模式,通過被測量之間的相互關系,考慮實驗結果的表示方法。常見的實驗結果的表示方法是有圖解法和方程表示法。在處理數據時可根據需要和方便選擇任何一種方法表示實驗的最後結果。

(1)實驗結果的圖形表示法。把實驗結果用函數圖形表示出來,在實驗工作中也有普遍的實用價值。它有明顯的直觀性,能清楚的反映出實驗過程中變數之間的變化進程和連續變化的趨勢。精確地描制圖線,在具體數學關系式為未知的情況下還可進行圖解,並可藉助圖形來選擇經驗公式的數學模型。因此用圖形來表示實驗的結果是每個中學生必須掌握的。

圖解法主要問題是擬合面線,一般可分五步來進行。

①整理數據,即取合理的有效數字表示測得值,剔除可疑數據,給出相應的測量誤差。

②選擇坐標紙,坐標紙的選擇應為便於作圖或更能方使地反映變數之間的相互關系為原則。可根據需要和方便選擇不同的坐標紙,原來為曲線關系的兩個變數經過坐標變換利用對數坐標就要能變成直線關系。常用的有直角坐標紙、單對數坐標紙和雙對數坐標紙。

③坐標分度,在坐標紙選定以後,就要合理的確定圖紙上每一小格的距離所代表的數值,但起碼應注意下面兩個原則:

a.格值的大小應當與測量得值所表達的精確度相適應。

b.為便於制圖和利用圖形查找數據每個格值代表的有效數字盡量採用1、2、4、5避免使用3、6、7、9等數字。

④作散點圖,根據確定的坐標分度值將數據作為點的坐標在坐標紙中標出,考慮到數據的分類及測量的數據組先後順序等,應採用不同符號標出點的坐標。常用的符號有:×○●△■等,規定標記的中心為數據的坐標。

⑤擬合曲線,擬合曲線是用圖形表示實驗結果的主要目的,也是培養學生作圖方法和技巧的關鍵一環,擬合曲線時應注意以下幾點:

a.轉折點盡量要少,更不能出現人為折曲。

b.曲線走向應盡量靠近各坐標點,而不是通過所有點。

c.除曲線通過的點以外,處於曲線兩側的點數應當相近。

⑥註解說明,規范的作圖法表示實驗結果要對得到的圖形作必要的說明,其內容包括圖形所代表的物理定義、查閱和使用圖形的方法,制圖時間、地點、條件,制圖數據的來源等。

(2)實驗結果的方程表示法。方程式是中學生應用較多的一種數學形式,利用方程式表示實驗結果。不僅在形式上緊湊,並且也便於作數學上的進一步處理。實驗結果的方程表示法一般可分以下四步進行。

①確立數學模型,對於只研究兩個變數相互關系的實驗,其數學模型可藉助於圖解法來確定,首先根據實驗數據在直角坐標系中作出相應圖線,看其圖線是否是直線,反比關系曲線,冪函數曲線,指數曲線等,就可確定出經驗方程的數學模型分別為:

Y=a+bx,Y=a+b/x,Y=a\b,Y=aexp(bx)

②改直,為方便的求出曲線關系方程的未定系數,在精度要求不太高的情況下,在確定的數學模型的基礎上,通過對數學模型求對數方法,變換成為直線方程,並根據實驗數據用單對數(或雙對數)坐標系作出對應的直線圖形。

③求出直線方程未定系數,根據改直後直線圖形,通過學生已經掌握的解析幾何的原理,就可根據坐標系內的直線找出其斜率和截距,確定出直線方程的兩個未定系數。

④求出經驗方程,將確定的兩個未定系數代入數學模型,即得到中學生比較習慣的直角坐標系的經驗方程。

中學物理實驗有它一套實驗知識、方法、習慣和技能,要學好這套系統的實驗知識、方法、習慣和技能,需要教師在教學過程中作科學的安排,由淺入深,由簡到繁加以培養和鍛煉。逐步掌握探索未知物理規律的基本方法。

❻ 物理化學中數據的處理

呵呵,你發了幾個問題啊?
《Mathematica編程技術在相圖繪制中的應用》

摘要: 基於M athemat ica 系統研發了三元及四元水鹽體系相平衡溶度圖的計算機輔助繪製程序, 介
紹了程序的設計思想、編制方法及功能與特色。應用該程序繪制了三元體系RbCl2SbCl3
2HOA c
(25℃)、四元水鹽體系CsCl2P rCl3
242%HA c2H2O (30℃) 及CsB r2N dB r3
213%HB r2H2O (25℃) 的溶
度圖。該程序操作便捷, 繪制相圖准確、美觀, 且易於編輯排版, 同時有助於相化學資料庫的建立。
關鍵詞: 相平衡; 相圖繪制;M athemat ica; 坐標轉換

「相平衡」是在Gibb s 相律指導下研究物質系統的強度性質(溫度、壓力或濃度) 與狀態之間關系的規律。由於我們面對的絕大多數系統是實際系統, 不能像理想系統那樣利用數學模型來論述系統的狀態與強度性質之間的關系, 因而研究實際系統「相平衡」的方法就是直接通過實驗測定的數據, 用圖形來表示相平衡系統的組成與溫度、壓力之間的關系。這種圖即為相圖。
根據相律: 對於單元體系, 用雙坐標(以溫度為橫坐標, 壓力為縱坐標) 的平面圖就能表示出單元體系的相圖; 對於二元體系, 一般我們只需知道某一溫度或某一壓力下的相圖, 用二維平面圖就可以表示出二組分系統的壓力2組成圖或沸點2組成圖; 對於三元水鹽體系, 由於壓力變化對系統狀態影響較小,若溫度再保持恆定則可忽略壓力和溫度的變數, 最常用的描述三元體系組成的方法是三角形表示法;對於四元體系, 要描述其組成必須指出3 個組分的質量(或體積) 分數, 簡單四元體系的組成常用正四面體表示。本文所涉及的四元水鹽體系相圖, 是通過固定溶液的酸度而得到的正四面體的一個截面在其底面三角形上的投影圖。所以, 也可以用三角形表示法描述四元水鹽體系的相化學行為。
傳統的相圖繪制是利用一種三角坐標紙手工繪制(見圖1) , 等邊三角形的每條邊均被等分為100,
再從所得的點做各邊的平行線, 組成了規則的網…………

❼ 物理實驗處理數據有哪些常見方法和巧妙方法 概括的說一下思路和步驟.多多益善,答案好的酌情加賞.

用公式推導
步驟是研究每一個物理量,也就是把公式分解到你從試驗中得到的數據為止,然後就是計算,不光是實驗,做題也一樣

❽ 數據處理的常用方法有

1、列表法:是將實驗所獲得的數據用表格的形式進行排列的數據處理方法。列表法的作用有兩種:一是記錄實驗數據,二是能顯示出物理量間的對應關系。
2、圖示法:是用圖象來表示物理規律的一種實驗數據處理方法。一般來講,一個物理規律可以用三種方式來表述:文字表述、解析函數關系表述、圖象表示。
3、圖解法:是在圖示法的基礎上,利用已經作好的圖線,定量地求出待測量或某些參數或經驗公式的方法。
4、逐差法:由於隨機誤差具有抵償性,對於多次測量的結果,常用平均值來估計最佳值,以消除隨機誤差的影響。
5、最小二乘法:通過實驗獲得測量數據後,可確定假定函數關系中的各項系數,這一過程就是求取有關物理量之間關系的經驗公式。從幾何上看,就是要選擇一條曲線,使之與所獲得的實驗數據更好地吻合。

❾ 實驗數據處理方法

數據處理是物理實驗報告的重要組成部分,其包含的內容十分豐富,例如數據的記錄、函數圖線的描繪,從實驗數據中提取測量結果的不確定度信息,驗證和尋找物理規律等。

3、最小二乘法

用作圖法處理實驗數據獲得直線的斜率和截距等重要參數雖然 簡單明了,但是存在相當大的主觀成分,結果也往往因人而異。最小二乘法則是一種比較精確的直線擬合方法。它的依據是:對於等精度測量若存在一條最佳擬合直 線,那麼各測量值與這條直線上的對應點值之差的平方和應為極小。這里只考慮最簡單的直線擬合孝慎問題。假定每個數據點的測量都是等精度的,而且x的測量誤差很小,可忽略,只有y的測量存在測量誤差。

❿ 高考物理實驗方法,七種主要方法

物理實驗用「學過的實驗方法」、「用過的儀器」進行新的實驗,以考查其基本實驗能力和理解、推理、遷移的能力。我整理了物理學習相關內容,希望能幫助到您。

高中物理實驗七種主要方法

1、控制變數法

在實驗中或實際問題中,常有多個因素在變化,造成規律不易表現出來,這時可以先控制一些物理量不變,依次研究某一個因素的影響和利用。

如氣體的性質,壓強、體積和溫度通常是同時變化的,我們可以分別控制一個狀態參量不變,尋找另外兩個參量的關系,最後再進行統一。歐姆定律、牛頓第二定律等都是用這種方法研究的。

2、等效替代法

某些物理量不直觀或不易測量,可以用較直觀、較易測量而且又有等效效果的量代替,從而簡化問題。

如在驗證動量守恆實驗中,發生碰撞的兩個小球的速度不易直接測量,可用水平位移代替水平速度研究;在描繪電場中的等勢線時,用電流場來模擬電場等都用了等效思想。

3、累積法

把某些難以用常規儀器直接准確測量的物理量用累積的方法,將小量變大量,不僅可以便於測量,而且還可以提高測量的准確程度,減小誤差。

如測量均勻細金屬絲直徑時,可以採用密繞多匝的方法;測量單擺的周期時,可測30-50個全振動的時間;分析打點計時器打出的紙帶時,可隔幾個點找出計數點分析等。

4、留跡法

有些物理過程是瞬息即逝的,我們需要將其記錄下來研究,如同攝像機一樣拍攝下來分析。

如用沙擺描繪單擺的振動曲線;用打點計時器記錄物體位置;用頻閃照相機拍攝平拋的小球位置;用示波器觀察交流信號的波形等。

5、外推法

有些物理量可以局部觀察或測量,作為它的極端情況,不易直觀觀測,如果把這局部觀察測量得到的規律外推到極端,可以達到目的。

例如在測電源電動勢和內電阻的實驗中,無法直接測量I=0(斷路)時的路端電壓(電動勢)和短路(U=0)時的電流強度,通過一系列U、I對應值點畫出直線並向兩方延伸,交U軸點為電動勢,交I軸點為短路電流。

6、近似法

在復雜的物理現象和物體運動中,影響物理量的因素較多,有時為了突出主要矛盾,可以有意識的設計實驗條件、忽略次要因素的影響,用近似量當成真實量進行測量。

7、放大法

對於物理實驗中微小量或小變化的觀察,可採用放大的方法。例如游標卡尺、放大鏡、顯微鏡等儀器都是按放大原理製成的。

高考物理實驗題提分技巧

提分技巧一 明確一個實驗的三大知識主幹

在新課程高考形式下,不能認為一個實驗只不過是讀數或實驗原理的理解或實驗的操作,更不能認為就是數據的處理與結果分析,而應該認識到一個實驗是基本儀器的使用、實驗的設計、實驗數據的處理與實驗結構的分析三個有機體的合成.這三大部分便構成了一個實驗的三大知識主幹.主幹知識向來是高考大舞台中的重要角色,一直受到命題專家的青睞.對於一個實驗的三大知識主幹要有明確的認識:

1.基本儀器的使用

基本儀器的使用是實驗考查的基礎內容,無論是實驗的設計還是實驗結果的分析,往往都涉及基本儀器的使用,所以一些基本儀器的原理、使用方法、注意事項和讀數等,在近幾年的高考中不斷出現,長度和各電學參量的測量及相關儀器的使用是考查的熱點,在復習時一定要注意.高考中出題頻率較高的基本實驗儀器有刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、打點計時器、秒錶、電壓表、電流表、多用電表以及感測器等.

2.實驗的設計

近幾年來,高考物理實驗的考查已經由原來單一的、基本的形式向綜合的、高層的方向發展,表現之一是加強了對同學們動手能力的考查.試題往往從實驗原理、器材的選擇和使用、實驗步驟和現象的觀察等方面進行全面的考查,表現在設計型實驗題頻頻出現,設計型實驗題一般是以規定的實驗原理、方法和器材為基礎編制出來的.這些實驗可以有效地培養同學們的觀察能力和激發同學們的學習興趣.

3.實驗數據的處理與實驗結構的分析

對考生能力的考查是歷年高考的一個主題,對實驗數據的處理、實驗結果的分析能力的要求越來越高.試題往往要求同學們通過研究題給電路、圖表和數據,運用物理知識和數據推出正確結果,並能就實驗裝置、操作以及數據處理等方面分析產生誤差的原因,這就要求同學們在平時學習中慢慢培養這方面的能力.

提分技巧二 把握好處理實驗數據的兩把利劍

1.列表法:把被測物理量分類列表表示出來.表中對各物理量的排列習慣上是先記錄原始數據,後計算結果.列表法可大體反映某些因素對結果的影響,常用作其他數據處理方法的一種輔助手段.

2.圖像法:把實驗測得的量按自變數和因變數的函數關系用圖像直觀地顯示出來.根據實驗數據在坐標紙上畫出圖像.若是反比關系一般改畫成正比圖線,同時注意圖像斜率、圖像在坐標軸上截距的物理意義.值得提醒的是,創新實驗的落腳點幾乎都是圖像,故備考時一定要將圖像法處理數據作為重中之重

.提分技巧三 要善於提取一個實驗的精髓

俗話說「擒賊先擒王,打蛇打七寸」.同樣對於一個實驗,復習時必須抓住其精髓部分,然後以該實驗的精髓部分為核心進行拓展,這樣才能真正起到事半功倍的效果.很多同學學習實驗一直很努力,也在不斷地做練習題,可是同一個實驗,換一種考查方式就不會了,更不要說觸類旁通了.縱觀近幾年的高考創新實驗發現:實驗題一年比一年「新」,年年都在「變」,但是這種「變」只不過是實驗命題的形式在變,所謂的「新」,只不過是實驗的環境新了,知識點是不會新的,更不會變的,所以復習一個實驗我們要抓住其精髓部分.

提分技巧四 如何與命題專家想到一塊兒

高考物理實驗是「年年有花開,年年花不同」,這說明每年的高考結束後命題專家都在思考一個問題,那就是「下一次命題該如何出題呢?」因此我們在備考的同時也應該跟著命題人一塊兒想,那麼如何做才能使我們與命題專家想到一塊兒呢?對於這一點,我們可以按以下方案去做,那就是:

1.穩端「碗里」的——弄透教材中的基礎實驗

其含義是:熟悉教材中的每一個實驗的基本原理、實驗的基本器材、實驗的過程,也就是說要熟悉每一個實驗的「源」與「理」.

近年來高考實驗題已由側重於考查實驗儀器的使用、基本操作等最基礎的實驗能力,向著側重於考查對實驗原理的理解、實驗方法的靈活運用等更高層次的能力轉變,要求考生運用學過的實驗原理和方法,選擇合適的儀器,設計出合理的方案去解決新的實驗問題.縱觀近幾年的高考實驗題,幾乎都是教材中內容的改編、重組,教材實驗的延伸,或者是教材實驗的重新設計,通過這樣做來鑒別考生獨立解決新問題的能力和知識的遷移能力,也體現了新課程改革對學生實踐能力和創新精神的要求.可見教材中的實驗永遠是高考創新實驗的命題根源,如果將高考創新實驗比作「天空中的風箏」,那麼教材中的基本實驗就是「風箏的線」.這就要求我們在高考實驗備考中要緊扣教材中的實驗,弄清楚教材中每一個實驗的基本原理、實驗步驟、實驗的操作過程、實驗數據的處理,不要將理解實驗變成「背」實驗,更不要對原理的理解和方法的掌握只是「紙上談兵」,否則高考實驗稍作一些變形,我們就會感到無從下手.只有將課本上的實驗復習好了,才能舉一反三,觸類旁通.

2.盯住「盤里」 的——分析透近幾年的高考實驗記錄

其含義是:在復習完一個實驗的時候,我們應該查閱該實驗在近幾年高考中命題的情況,根據命題中「穩中求變」的特點,命題人在下一次對該實驗進行考查時是不可能有很大變動的.很多考生在實驗復習中花了不少時間,但是在復習的過程中卻很少去做一件很重要的事情,那就是查閱《考試大綱》中的實驗在歷年高考中曾經考查過的方式.在查閱的時候我們要做好以下規律的總結:

(1)歸納出近幾年實驗試題的命題規律①題型特點

規律一:「一小題」.該小題命題立足教材,側重考查完成實驗的能力.涉及基本儀器的使用(含讀數)、實驗原理和測量方法的理解、實驗條件的控制、實驗步驟的編排、實驗數據的處理、實驗誤差的分析.

規律二:「一大題」.該大題命題立足遷移,側重考查設計簡單實驗方案的能力.突出實驗原理的遷移、測量方法的遷移、數據處理方法的遷移(圖像法和平均值法)等.

規律三:「大題新」. 「新」可以更加有效地考查考生分析問題的能力,區分度也很明顯.其實這類題依然是以實驗基礎為依據,只不過在新的背景、新的命題方式下進行考查,說到底物理實驗的考查是對思維的一種檢驗,因此在復習時要努力培養分析問題、解決問題的思維習慣,這樣做才能應對層出不窮的「新」題.

②難點設置

實驗的難點設置主要有:a.器材的選取和電路的選擇;b.實驗原理、方法的理解和實驗方案的設計;c.實驗數據的分析和處理.

(2)查看某一實驗的歷年高考記錄

在查看近幾年的高考實驗時還要注意總結同一實驗在近幾年的命題規律,找出同一實驗在不同時間命題的共同規律、不同規律,然後作出一些新的動態分析.如對於紙帶問題,通過近幾年的高考命題我們發現關於紙帶問題中的「黃金命題熱點」有:①紙帶上某點瞬時速度的計算;②計數點之間的時間間隔的計算;③加速度的計算;④紙帶上兩計數點之間距離的測量.其中涉及的方法主要有「逐差法」和利用v-t圖像求加速度法.

以上規律的總結,能使我們對實驗的復習做到有的放矢,確定自己的復習方向,找出自己的不足之處,以便取得最佳的復習效果.

3.想到「鍋里」 的——猜想命題專家下一次可能的考查方式

其含義是:新課程高考的命題要求是要具有一定的創新度,當然實驗的命題也不例外,也就是說命題專家會不斷地思考對於某一個實驗在下一屆的高考中該如何去命題,因此作為一個高考備考的考生,最重要的一步是當你看到某一個實驗的時候,要想想本實驗還可以用什麼方法來處理?下一次可能會怎樣出題?一個優秀的考生不在於他做了多少題,而在於他悟出了多少題以及對於一個實驗可以採用多少種實驗方法和實驗數據的處理方法!那麼我們該如何去悟才能與命題專家想到一起呢?通過對近幾年高考的分析來看,可以從以下兩個角度著手:

(1)當見到一個實驗圖像或處理方法後,要試著想想還有哪些可用於處理本實驗的圖像或方法.

(2)要從多個角度去思考實驗方案、物理量的測量.

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