物理实验误差的分析与控制策略南京市中华中学(210006)王高物理实验离不开对物理量进行测量。由于测量仪器、实验条件、测量方法以及人为因素的局限，测量是不可能无限精确的，测量结果与客观存在的真值之间总有一定的差异，也就是说总是存在着测量误差。测量误差的大小反映我们的认识与客观真实的接近程度。虽然实验中的误差是不可避免的，但误差是应该且可以尽量减小。通过对实验结果的误差分析与控制,有助于对学生进行严密的科学思维和能力的训练，提高他们的实验素养。一、大和小一一实验误差的分析误差是客观存在的，但误差有大与小之别，我们只有知道误差的产生、变大或减小的原因，才能在实验中尽可能的减小误差。从误差产生的来源看，误差可分系统误差和偶然误差。系统误差偶然误差主要来源实验原理不完善实验仪器不精确实验方法粗略由于各种偶然因素对实验者和实验仪器的影响而广■生的基本特点对测量结果的影响具有相同的倾向性，即总是偏小或总是偏大头验结果有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的概率相同减小方法完善实验原理，提高实验仪器的准确程度，
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
更科学的实验方法多进行几次测量，求出几次测量的数值的平均值对误差的分析首先应分清是系统误差还是偶然误差，系统误差对多次测量值的影响可能是相同的，偶然误差对多次测量值的影响是不同的。从分析数据的观点看，误差分为绝对误差和相对误差。绝对误差是测量值与真实值之差的绝对值。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主要方法。x相对误差等于绝对误差3与真实值x0之比，一般用百分数
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
示，n=——^100%,Xo它反映了实验结果的准确程度。绝对误差只能判别一个测量结果的精确度，比较两个测量值的准确度则必须用相对误差。
案例
全员育人导师制案例信息技术应用案例心得信息技术教学案例综合实践活动案例我余额宝案例
1弹簧测力计测量时的误差分析1.系统误差首先，从测力计的设计上看，在制作刻度时，都是按向上拉设计的，此时弹簧受自重而伸长。因此向上拉使用时，弹簧的自重对测量没有影响，此时误差最小。当我们水平使用时，弹簧的自身重力竖直向下，而弹簧水平放置。此时弹簧自重不会使弹簧长度发生变化。与竖直向上使用对比，弹簧长度略短，指针没有指在零刻度线上。这时，使用误差增大，测量值略小于真实值(但由于变化不大可以忽略不计)。当我们竖直向下用力使用时，弹簧由于自身重力影响而使弹簧变短，与竖直向上使用相比指针偏离零刻度底线较远，这时使用误差较大，测量值比真实值小得多。我们在使用时必须进行零点矫正^其次，测力计本身的精确度也带来了仪器误差，测力计的技术性能显示：最小分度值是0.1N,零点示差不大于四分之一分度，任一点的平均示差不大于二分之一分度，任一点的重复测量的最大示差不大于四分之一分度。2.偶然误差弹簧测力计测量读数时，经常出现有时读数偏大，有时读数又可能偏小，每次的读数般不等，这就是测量中存在着偶然误差。案例2伏安法测定电阻的误差分析伏安法测定电阻的原理是R=U,测量需要的仪表是电流表和电压表，测量的误差主I要由以下三方面形成.1.电表的仪器误差中学实验中最常用的电流表、电压表的准确度为2.5级，最大绝对误差不超过满刻度的山0.6分度值为——=0.303分度值为—=0.302.5%,如电流表刻度盘上刻度总格数为30格.若取0—0.6A量程挡测电流,02A，该表的仪器误差为0.6AX2.5%=0.015A;若取0—3V量程挡测电压,1V,该表的仪器误差为3VX2.5%=0.075V.U和通过的电2.测量方法带来的误差由于测量所需的电表实际上是非理想的，所以在测量未知电阻两端电压流I时，必然存在误差，要在实际测量中有效地减少这种由于伏安法所引起的系统误差，必须做到:r(1)若-X>Ra般选择电流表内接法.如图1(a)所示.由于该电路中，电压表的读数所测电阻R测=4=Rx+Ra>Rx,相对误差n—I志一RxRa,2)若Rx^Rv=(2)石
题
快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题
的各个方面都是与测量误差问题密切相关的，引进“误差”所得数据，得出最好的结果来，数据处理过程中应注意：①在运算中要适当保网去②多次测量后的数据要参照一定的判断决定是否全部数据都保留；③用作图法处理数据时，要注意图纸大小的选择，求结果是用斜率还是用截距好？等等。案例4测定匀变速直线运动加速度中误差的控制在测定匀变速直线运动加速度的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间。计时器所用电源的频率为50Hz。图3为作匀变速直线运动的小车带动的纸带上记录的一些点，在每相邻的两点中间都有4个点未画出，按时间顺序依次取0、1、2、3、4、5、6七个点，用米尺量出相邻点间的距离为S〔=8.78cm,S2=7.30cm,S3=5.79cm,S4=4.29cm,S52=2.76cm,S6=1.32cm。由此可得出小车的加速度大小为m/s。53图3解法一；a1S4-S13T2_S5-S2_S6_S3a2=~a3=2~3T23T22a3(&&"(&&S3)—.50*9T2a2S6~'S5625则T2.,S3-S1解法二；a〔=厂2T2-ai,a2S^—Si2S^—2S52a==5=—1.47m/s24T2解法一用的是“逐差法”，其实质是把偶数个长度测量值分成二组，再依次相减求出加速度值，这一做法中6个长度测量值共同决定了加速度值，且每一个长度测量值所起的作用相当，故本解法是正确的。有人认为：公式中S4+S5+S6为纸带上点3到点6之间的距离，Si+S2+S3为纸带上点0到点3之间的距离，因此逐差法不如直接用点0到点3与点3到点6之间的距离来计算加速度更能减小实验误差，这一做法好吗？其实，这里混淆了测出点0到点3、点3到点6间的2个距离与原题中测出6个距离之间的差异。前者只进行了2次长度测量，因此无法通过求平均来减小偶然误差，而后者进行了6次长度测量，必须利用这6个测量值减小偶然误差，“逐差法”达到了这一要求。解法二中决定加速度值的是4个长度测量值，舍弃了长度值S2与S4,同时长度S5、S6前有系数2,相当于测量&、&时的偶然误差累计了二次，增大了权重，因此这一计算方法也是错误的。多测几次求平均减小偶然误差的方法，要求尽可能利用每一次的测量值，且每次测量值所起的作用相当。由于偶然误差使测量结果偏大与偏小的概率相当，故对每一次测量值进行加减运算是允许的。误差是物理实验中不可或缺的重要内容，不少重要的发现均是通过对误差来源和大小仔细分析后得来的。限于中学生的能力，我们不可能要求他们掌握更难的误差处理技术。但误差分析也应列人中学实验教学中，让学生对误差分析有初步的了解。这样，不仅可以使学生对实验有更深刻的认识，还可以促进学生思考，对实验误差进行有效的控制，培养基本实验素养。
浙公网安备 33021202002483