❶ 大学物理实验结果综合不确定度公式t是什么意思
类评定:用对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度。 B类评定:用不同于对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度 A类评定是通过观测列数据求得标准偏差,继而算出标准不确定度;B类评定则是先估计被评定的(变)量的变化范围(±a)。
❷ 物理实验
恕我直言,这里面的东西挺多,关系到 测量误差、不确定度与数据处理
主要公式、理论给你,关键在后面的第5部分:
1.真值与误差
一个被测量值x与真值x0之间总是存在着这种差值,这种差值称为测量误差
即绝对误差, Δx=x-x0
又有相对误差, E = (Δx/x0)* 100%
2.误差的分类
正常测量的误差,按其产生的原因和性质,一般可分为系统误差、随机误差和粗大误差三大类。这种划分及其相应的概念,虽然与现在广泛采用的描述测量结果的不确定度概念之间不一定存在简单的对应关系,甚至有些概念可能还是不太严格的。但是作为思维和理解的基础,还是应该有所了解。
系统误差指 试验原理中隐含 或 器材造成 的恒定、不可消除的误差
随机误差指 每次试验中因测量环境(如温度、适度、操作者状态等)等因素
造成的,随机发生的误差
粗大误差指 就如 倾城恋雨 所说的 “坏值”
3.随机误差的分布
随机误差分布满足正态分布关系,即偏离误差越多,几率越小。
4.测量的精密度、准确度和精确度
测量的精密度、准确度和精确度都是评价测量结果的术语,但目前使用时其涵义并不尽一致,以下介绍较为普遍采用的意见。
(1)精密度
精密度是指对同一被测量作多次重复测量时,各次测量值之间彼此接近或分散的程度。它是对随机误差的描述,它反映随机误差对测量的影响程度。随机误差小,测量的精密度就高。
(2)正确度
正确度是指被测量的总体平均值与其真值接近或偏离的程度。它是对系统误差的描述,它反映系统误差对测量的影响程度。系统误差小,测量的正确度就高。
(3)准确度
准确度是指各测量值之间的接近程度和其总体平均值对真值的接近程度。它包括了精密度和正确度两方面的含义。它反映随机误差和系统误差对测量的综合影响程度。只有随机误差和系统误差都非常小,才能说测量的准确度高。
“准确度”是国际上计量规范较常使用的标准术语。
下面是重点!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!:
5. 不确定度
先说简单的,
B类不确定度:
从物理实验教学的实际出发,一般只考虑由仪器误差影响引起的B类不确定度uB的计算。在某些情况下,有的依据仪器说明书或检定书,有的依据仪器的准确度等级,有的则粗略地依据仪器的分度或经验,从这些信息可以获得该项系统误差的极限Δ(有的标出容许误差或示值误差),而不是标准不确定度。它们之间的关系为
uB = Δ / C
式中,C为置信概率p=0.683时的置信系数,对仪器的误差服从正态分布、均匀分布、三角分布,C分别为3、√3、√6。在缺乏信息的情况下,对大多数普通物理实验测量可认为一般仪器误差概率分布函数服从均匀分布,即C= 。物理实验中 主要与未定的系统误差有关,而未定系统误差主要是来自于仪器误差 仪,用仪器误差 仪代替 ,所以一般B类不确定度可简化计算为
uB = Δ仪 / √3
常用仪器的 Δ仪 要查表,
我总结的是,要估读仪器的是最小刻度的一半,不要估读的仪器就是最小刻度,
如 米尺要估读 其Δ仪 为 0.5 mm ,千分尺要估读 其Δ仪 为 0.005 mm ,而卡尺不要估读 其Δ仪 为 0.05mm 或 0.02mm (视精度不同而定)……
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这里的 B类不确定度uB 就是 误差(尺本身)带来的影响
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
然后是复杂的,A类不确定度:
对直接测量来说,如果在相同条件下对某物理量X进行了n次重复独立重复测量,其测量值分别为x1,x2,x3,…,xn, 用 x平均 来表示平均值,则
x平均 = (x1+x2+x3+…+xn)/ n (1)
为单次测量的实验标准差,由贝塞尔公式计算得到
S(xi)=√{[ 1/(n—1)]*∑(xi - x平均)^2} (2)
其中 ∑ 为 i取从1到n,对(xi - x平均)^2求和
为平均值的实验标准差,其值为
S(x平均)= S(xi)/ √n (3)
由于多次测量的平均值比一次测量值更准确,随着测量次数的增多,平均值收敛于期望值。因此,通常以样本的算术平均值 作为被测量值的最佳值,以平均值的实验标准差 作为测量结果的A类标准不确定度。所以
uA = S(x平均) (4)
当测量次数n不是很少时,对应的置信概率为68.3%。当测量次数n较少时,测量结果偏离正态分布而服从t分布,则A类不确定度分量 uA 由S(x平均)乘以因子tp求得。即
uA = tp * S(x平均) (5)
tp因子与置信概率和测量次数有关,可查表。
通常认为测量次数足够多, tp 取 1 ,(5)式 即变为 (4)式
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
这里的 uA 则为 标准差(多次测量,得到标准差)带来的影响
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
注意:在大多数普通物理实验教学中,为了简便,一般就取tp=1,这样,A类不确定度可简化计算为 ,但 uA 与 S(x平均) 概念不同。
评价自己的试验数据!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
要评价自己的试验数据,一般用置信区间和置信概率来描述
上面的推导中,置信概率均取了 68.3 %
置信区间为 ( x平均 - u ,x平均 + u )
其中u由, u = √(uA^2 + uB^2)求得
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
你可以这样写:
根据测量,XXXXX的长度为 处在区间( x平均 - u ,x平均 + u )内,置信概率为 68.3 % 。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
当然,这个区间是要算出来的啦,有点小麻烦 ……
有点长,不知您看完看懂没有
ps:这里只写了直接测量值的误差估计,因为问题中的两个都是直接测量值
要了解更多关于间接测量值的知识(无非就是求偏导加权平方和开根号的琐事)
您可以上网找物理试验的相关资料学习……
❸ 大学物理实验有效数字运算规则
大学物理实验有效数字运算规则:舍入规则、有效数字、计算规则。
一、舍入规则:
1、从一个数的左边第一个非0数字起,到末位数字止,所有的数字都是这个数的有效数字。
2、就是一个数从左边第一个不为0的数字数起到末尾数字为止,所侍宴有的数字(包括0,科学计数法不计10的N次方),称为有效数字。简单的说,把一个数字前面的0都去掉,从第一个正整数到精确的数位止所有的都是有效数字了。
三、计算规则:
1、加减法:以小数点后位数最少的数据为基准,其他数据四舍五入到该基准的下一位,再进行加减计算,最终计算结果保含厅留最少的位数。
2、乘除法:以有效数字最少的数据为基准,其他有效数修约至相同,再进行乘除运算,计算结果仍保留最少的有效数字。
❹ 高中物理实验题中提到的"计数点"应该按T等于多少算啊
一般情况下的计数点,为了方便,每五点间隔算一个计数点,也就是0.1S
当然,如果没有说明,那就是0.02s
❺ 大物实验t怎么算
物理上的周期一般有两个计算公式卜键:1、T=2πr/v(周期=圆的周长÷线速度);2、T=2π/ω(“ω”代表角速度)。匀速圆周运动是一种周期性运动,所谓周期性,是指运动物体经过一定时间后,又重复回到原来的位置,瞬时速度也重复回到原来的大小和方向。
做匀速圆周运动的物体运动一周所用洞颤的时间叫做周期。周期用符号T表示,周期也是描述匀速圆周运动快慢的物理量,周期长说明物体运动的慢,周期短说明物体运动的快。物体作往复运动或物理量作周而复始的变化时,重复一次所经历的时间。
物体或物理量(如型颤巧交变电流、电压等)完成一次振动(或振荡)所经历的时间。在各种周期运动或周期变化中,物体或物理量从任一状态开始发生变化,经过一个周期或周期的整数倍时间后,总是回复到开始的状态。[收起]
❻ 物理单摆实验题的一个简单问题
是这样的,在正确处理数据时,T^2=(4π^2 /g)*L,L是摆长,T是周期
在作出的图象中,直线是过原点的,直线的斜率就是(4π^2 /g),可由斜率求得 g 。
当处理数据时,因只记录线长,把线长当成摆长来处理(这只是数据处理时的出错)时,若只用某组数据代入单摆周期公式算,当然算得的g值是偏小的(因周期T是测量准确的,不计读数和计时的误差时)。
而采用图象处理数据时,实际作出的图是周期平方(T^2)与线长(l线)的关系,图线仍是直线(与前面正确处理时的直线平行的),但不过原点。所得的直线斜率仍为(4π^2 /g),所以用斜率求g时,仍能得到正确结果。
注:正确处理时, T^2=(4π^2 /g)*L;不正确处理时(误将线长当摆长),本来应是
T^2=(4π^2 /g)*(l线+r),r是小球半径,却画的是T^2=(4π^2 /g)*l线,显然两种情况所画的直线的斜率是相同的。
❼ 物理实验中tp值是多少
tp因子与置信概率和测量次数有关,可查表。通常认为测量次数足够多, tp 取 1
在大多数普通物理实验教学中,为了简便,一般就取tp=1
❽ 初中物理实验总结
初中物理实验专题归归纳总结
31、在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:
① 可能跟物体浸入液体的深度有关;
② 可能跟物体的重力有关;
③ 可能跟物体的体积有关;
④ 可能跟物体浸入液体的体积有关;
⑤ 可能跟液体的密度有关。
为了验证上述猜想,李明做了如图28所示的实验:他在弹簧测力计下端挂一个铁块,依次把它缓缓地浸入水中不同位置,在这一实验中:
(1)铁块从位置1-2-3的过程中,弹簧测力计的示数 ,说明铁块受到的浮力 ;从位置3-4的过程中,弹簧测力计的示数 ,说明铁块受到的浮力 。(填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)通过这一实验可以验证上述猜想 是正确的,猜想 是不正确的(填上面猜想的序号)。
(3)给你一杯清水、一个熟鸡蛋和适量的食盐(如图29),请你设计实验验证浮力与液体的密度是否有关。简要写出你的实验验证的方法
32、图30是小亮测定斜面机械效率的装置图。每次实验时,被拉的小车沿同一斜面匀速向上运动。下表是小亮设计的记录数据的表格.
(1)“较陡”时,做的有用功为_____;总功为____;机械效率为_____;
(2)分析表格中的实验数据,你能得到哪些结论?(要求写两条)
a._________________;b._________________.
33、某同学在探究“动能大小与哪些因素有关”的实验中,设计了如图31所示的实验方案,并进行了如下的实验:
步骤l:让钢球从斜面A点由静止开始下滑,到达水平面时速度为v1,撞击木块并使木块移动,记下木块移动的距离S1;
步骤2:让钢球从斜面B点由静止开始下滑,到达水平面时速度为v2,:撞击木块并使木块移动,记下木块移动的距离S2: .
步骤3:改变钢球的质量让钢球从A点由静止开始下滑,撞击木块并使木块移动,记下木块移动的距离S3。
(1)比较v1、v2,可知vl_______V2(选填“>”、“<”、“=”)这是因为_______________。
(2)设计步骤l和步骤2的目的是________________。
(3)比较步骤 和步骤3可以探究动能大小和物体______的关系。
34、在“探究重力势能与哪些因素有关”的实验中,小华猜想:A.物体重力势能的大小可能与物体被举高的高度有关 B. 物体重力势能的大小可能与物体的质量有关。他选取了水性笔、橡皮、纸和透明胶作为实验器材,想利用物体下落时的破坏力来验证他的猜想。请你在A、B两个猜想中任选其一,帮助他设计实验步骤并写出实验现象。
猜想: (填“A”或“B”)
步骤:
现象:
35、如图32所示,请说出可能发生的现象和表明的物理问题:
甲图:看到的现象是 ,
表明 。
乙图:看到的现象是 ,
表明 。
36、如图33所示,单摆在竖直平面内左右摆动,滚摆在竖直平面内上下往复运动.
(1)这两个实验可以说明的同一个物理问题是: .
(2)在单摆左右摆动和滚摆上下往复运动的过程中,你将会看到它们上升的高度逐渐降低.产生此现象的原因是: 。
37、为了比较水和沙子容热本领的大小,小明在2个相同的烧杯中分别装入水和沙子。用两个相同的酒精灯对其加热。
(1)在实验前要控制水和沙子的_________和__________相同。
(2)比较水和沙子吸热升温快慢的方法有两种:
方法一:加热时间相同比较它们各自升高的温度。
方法二:_________________________________。
(3)用两个相同的酒精灯对其加热的目的是________________。
(4)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子,_________ (沙子/水)升高的温度更高.
(5)实验中有些同学发现:刚开始加热时,情况与(4)结论不符,你认为可能的原因是 .
38、小丽家住市中心,奶奶嫌城市夏天太热而不住她家,这激发了她探究城乡温差原因的兴趣。她利用双休日时间和同学们一起在中午同一时刻测量了各个测试点的气温,并以此绘制出如图34所示的“区域—温度”坐标图。
(1)从图中你发现_______________的温度比较高,这种现象我们称为“城市热岛效应”。
(2)请结合图中数据以及你的经验,找出一个造成热岛效应的原因:______________________。
(3)如何减少城市环境的热污染,请你提出一条合理化建议:__________________________。
39、2008年5月1日,杭州市率先在西湖景区推行公共自行车交通服务。许多市民也开始不使用汽车而骑自行车上班。
(1)从环保角度看,这主要有利于减少城市的 污染。
A.大气污染; B.水污染; C.土壤污染; D.白色污染.
(2)骑车上班还有利于身体健康。体重80千克的金老师每天骑车(车的质量约20千克)上班“减肥”。若他以5米/秒的
速度匀速前行,受到的阻力约为人与车总重的0.04倍,则他消耗的功率约为 瓦。(g=10牛/千克)
(3)不同的运动方式,人体消耗的能量是不同的。由表中数据可知,金老师运动减肥的最佳方式是 .
(4)5月份,国际油价突破每桶130美元。国内许多加油站前汽车排起了长长的车队,结合我国近年石油生产与消费量比较图,谈谈自行车公交化对我国能源发展的意义 .
40、学校新购了一箱物理器材,小云同学将它从一楼搬到三楼,小彬同学想测定小云搬运器材过程中对箱子做功的功率.
【实验器材】________、________、________;
【实验步骤】
⑴小彬同学设计的测量步骤如下,其中多余的是:
A.测出箱子的质量m B.测出楼梯的总长度L
C.测出一楼到三楼的竖直高度h D.测出小云上楼所用的时间t
E.算出小云搬运箱子的功率P
⑵请你在虚线框内帮小彬设计一个记录实验数据的表格.
A处的电流IA B处的电流IB C处的电流IC
第一次测量 0.10 0.12 0.22
第二次测量 0.20 0.24 0.44
第三次测量 0.25 0.30 0.55
41、小明家有一电热毯,铭牌上标有“220V,**W”的字样,其中额定功率值不清,40W~60W之间。现在实验室有下列实验器材:
一个蓄电池(电压为6V),一个开关,导线若干。另外,还有可供选择的以下器材:
A.电流表A(量程:0~0.6A,0~3A)。B.电压表V1(量程:0~3V,0~15V)。C.电压表V2(量程:0~3V,0~15V)。D.定值电阻R1(阻值:20Ω)。E.定值电阻R2(阻值:500Ω)。F.滑动变阻器(阻值:0~10Ω)。 G.滑动变阻器(阻值:0~1kΩ)。
请你帮助小明测量出电热毯的额定功率值。
(1)根据你学过的物理知识,只要测量出电热毯的一个物理量 ,即可计算出它的额定功率值。
(2)为进行较准确的测量,选择的实验器材是 (填写器材前面字母序号)。
(3)在右边空白处画出实验电路图。
(4)根据实验电路,写出测量这个物理量的公式。
(5)设计出实验纪录表格。
初中物理实验专题复习练习参考答案:
1、慢;低;快;高;频率;2、(1)能(2)声音变小(或听不到声音)(3)声音的传播需要介质(或声音在真空中不能传播)
3、⑴如图所示;
⑵将纸板B向后(前)折,观察在纸板B上是否有反射光线;
⑶在反射现象中,光路是可逆的.
4、(1)能准确找到像的位置(透光、成像) ; (2)到平面镜的距离;
(3)大小; (4)不能,虚; (5)不变.
5、(1)入射角为00,折射角也为00。(2)入射角增大,折射角也随着增大。
(3)光从空气斜射入不同介质中的折射角不同。
6、答案:(1)同一高度:
(2)物距大于焦距时像是倒立的 物距越大,像距越小, 物距越小,像距越大 物距大于2倍焦距时成缩小的像 光屏 蜡烛
7、答案:(1)B、D、A、C (2)固液共存 36
8、⑴如图; ⑵气压过低; ⑶继续加热,温度不变; ⑷水蒸气遇冷液化成小水滴
9、短路 损坏电流表或损坏电源或损坏电流表和电源
10、(2)串联电路中各电灯两端的电压相等、各个电灯并联在相同的两点间;
(3)电源、开关、导线、电灯、电压表;
(5)用电压表分别测量出电灯两端的电压U1和U2,并进行比较,若两者相等,即可得出猜想是正确的;
(7)改变电源电压小或小灯泡的规格,重做上述实验。(8)3、3。
11、(1) (2)0.3; (3)丁; (4).a.保护电路; b.改变电路中的电流(改变定值电阻两端的电压) (5)电源电压至少220V(电流表的量程、滑动变阻器、导线应选规格匹配的); (6)电能表表(秒表,停表).
12、(2) A ; (3) 8.3 Ώ ; (4) 电压表与变阻器并联; (5) 保护电路和改变电路中的电流.
13、(1)电压表与小灯泡并联(2)右 保护 调节小灯泡两端电压(调节电路中的电流)
(3)灯泡部分断路(4)灯泡部分短路 电压表部分断路
14、
15、27;10;2.7×108 16、(1)0 右 (2)66.6 46.6
(3)丙 丙组的质量与体积的比值与其它组相比偏差太大.
17、(1)任选其中一个均可;(2)(3)见下表(其它符合题意的答案均可得分)
探究问题 探究步骤 分析与结论)
①力的作用效果与力的大小有关; ①拉弹簧:将弹簧的一端固定,用较小的力拉弹簧;用较大的力拉弹簧
②扔石块:将一石块用较小的力扔出;再用较大的力扔出 ①拉弹簧:拉力越大弹簧的形变越大,说明力的作用效果与力的大小有关
②扔石块:石块飞行的远、近不同,说明力的作用效果与力的大小有关
②力的作用效果与力的方向有关; ①拉弹簧:将弹簧一端固定,用力拉弹簧;再用相同的力压弹簧
②扔石块:将一石块用力向东扔出;再将同一石块用相同的力向西扔出 ①拉弹簧:弹簧的伸长与缩短,说明力的作用效果与力的方向有关
②扔石块:石块飞行的方向不同,说明力的作用效果与力的方向有关
③力的作用效果与力的作用点有关; ①推门:将力作用在门把手上推门;再用相同的力作用在门的转轴上推门
②打排球:用力将水平飞来的排球托起;用力将水平飞来的排球扣下 ①推门:前、后两次推门时的难、易程度不同,说明力的作用效果与力的作用点有关
②打排球:前、后两次球的运动方向的变化,说明力的作用效果与力的作用点有关
④力的作用效果与物体间相互作用的面积有关。 物体的形变:将一长方形的铁块,平放在海绵上;再将长方形的铁块竖直放在海绵上 物体的形变:前、后两次海绵的形变大小不同,说明力的作用效果与物体间相互作用的面积大小有关
18、(1)匀速 6 (2)1.2 (3)小于19、⑴相同 ⑵木板,摩擦,推理
20、小车;大小,方向;同一直线;a方案对实验结论的影响小一些,因为小纸片的重力可以忽略不计(因为b方案的小车要受到摩擦力的影响)21、4;36.7℃
22、天平和弹簧测力计;重力与质量成正比 或 物体所受重力与其质量的比值是一定值。
23、(1)匀速拉动木块. (2)压力一定,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
(3)接触面积一定时,滑动摩擦力与压力的关系.
(4)利用图甲(图乙)的器材,将木块分别侧放和平放,匀速拉动木块,比较弹簧测力计的示数.
24、左;2格处挂3个钩码或3格处挂2个钩码;寻找杠杆平衡的普遍规律
________________________________________
25、(1)弹簧测力计本身有一定重量;动滑轮有一定重量(2)弹簧测力计水平使用;测出动滑轮的重
26、(1)刻度尺; (2)A、B、C; (3)E、F、大; (4)液体的压强随深度的增加而增大.
27、(1)海绵受力后容易发生形变;(2)小桌陷入海绵的深浅程度;
(3)受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越显着;(4)当压力相同时,受力面积越小,力的作用效果越显着。28、(1)大于 B (2)软管或橡皮膜漏气(3)不可靠,应保证金属盒在两种液体中的深度一样。
29、(1)排出注射器筒内的空气; (3)0.75; (4)1.09×105Pa.
30、(1)排开液体的体积 ; (2) ○4与○5 (3)2.4 (4)3.33×103㎏/m3
31、 ⑴变小 变大 不变 不变 ⑵ ④ ①
(3)先把鸡蛋放入清水中,鸡蛋会下沉,在向水中放入适量的食盐,鸡蛋会慢慢上浮。说明鸡蛋浸没在清水和盐水中受到的浮力不同,由此验证物体受到的浮力与液体的密度有关。
32、(1) 2 J ; 4 J ; 50% ; (2)相同的斜面越陡,机械效率越高; 相同的斜面越缓,越省力;斜面是一个省力机械.
33、(1) > 小球在A点处具有的重力势能大于在B点处的重力势能(2)探究在质量一定时,物体动能的大小与速度的关系。(3) 1 质量.
34、猜想:A
步骤:将白纸水平展开,使之处于悬空状 态,用同一支水性笔分别从不同高 度对着白纸,笔尖朝下由静止下落
现象:笔越高,将纸扎破的孔眼越大
猜想:B。
步骤:将白纸水平展开,使之处于悬空状态,使水性笔从某一高度对着白纸,笔尖朝下由静止下落。再用透明胶将橡皮固定在笔身上,对着白纸笔尖朝下从同一高度静 止下落
现象:质量越大的笔,将纸扎破的孔眼越大
35、钢珠推动物体移动一定距离、重力势能转化为动能、重物将木桩打入地下、重力势能转化为动能
36、(1)动能与重力势能可以相互转化(2)由于存在空气阻力,部分机械能转化为内能;机械能总量减小
37、 (1)初温、质量 (2)升高相同的温度比较所用的时间(3)相同时间供给水和沙子的热相同(4)沙子(5)水的导热性能好(沙子的导热性能不好;沙子里温度计玻璃泡插入比较浅;没有用搅拌棒搅拌)
38、(1)市中心(2)①市中心多是水泥道路和建筑物,它们的比热小,升温高; ②城市汽车排放尾气多;(3)在城市中心多建绿化地面。
39、
40、【实验器材】秒表、卷尺、磅秤
【实验步骤】⑴B ⑵表格如下:
箱子的质量m╱㎏ 一楼到三楼的竖直高度h╱m 所用的时间t╱s 功率P╱W
41、(1)R;
(2)BCEG;
(3)设计正确,只用R0,不用滑动变阻器;
(4)Rx=U1R0/U2(1分);(5)表格设计合理