《如何做好奥林匹克物理实验》课件.ppt

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1、如何做好奥林匹克物理实验华南师大附属中学 黄爱国 物理学是一门实验科学，物理定律的建立，无一不以实验为基础，并受到实验的检验。实验素质的好坏、实验水平的高低，是衡量一个同学学习物理水平的标志之一。因此在物理竞赛中，实验部分要占总分的30%40%。下面从两方面来谈如何做好奥林匹克物理实验。一、实验设计的原则 尽量减小由于实验原理不完善带来的系统误差。 尽量减小由于测量仪器不准确带来的误差。 尽量减小外界环境对实验的影响。 尽量减小由于实验原理不完善带来的系统误差 一般实验的原理往往存在不完善的地方，在设计实验时应根据要求选择最佳的实验方案例.用伏安法测定电阻的阻值内接法内接法外接法外接法电流补偿

2、消除了实验原理带来的实验误差电压补偿消除了实验原理带来的实验误差 尽量减小由于测量仪器不准确带来的误差。 尽量少用直接测量，多用比较的方法。 多用替代的方法。替代的方法是用一个标准的已知量替代被测量，并调节此标准，使整个测量系统恢复到替代前的状态，则被测量等于标准量。例.惠斯通电桥213RRRRX231RRRRX请思考请思考：怎样用不等臂天平测物体的质量器材：不等臂天平、直尺、砝码、细沙、被测物体。 尽量减小外界环境对实验的影响 利用补偿法在实验中人为地增加一些因素，以抵消或减小一些难以避免的外界条件的影响。 用异号法，在实验设计时进行有意识的安排，使系统误差的两部分符号相反，以达到减小系统误

3、差的目的。例.测定冰的熔解热 适当选取量热器的初温高于室温，使系统在前一部分时间内向周围环境放热。 适当控制实验条件，使系统的末温低于室温，使系统在后一部分时间内从周围环境吸热。二、实验数据处理 函数法 列表法 图象法 逐差法 外推法 线性回归法函数法函数法是用计算的方法求出实验结果，并确定其误差的范围 列表法作用 将数据列表，简单而明确的表示有关的物理量之间的对应关系，易于参考比较测量结果，及时发现问题和分析问题。 数据列表还可以提高处理数据的效率，减小错误，利于计算和分析误差，必要时可对数据随时查对。列表法的要求 表应写出名称。 表中的项目应写名称和单位。 表中的数据应正确反映测量结果的有

4、效数字。图象法 作用：形象直观表示物理量的变化规律、有平均的效果、能帮助发现错误。 作图规则：（1）必须用坐标纸；（2）通常以横轴代表自变量、纵轴代表因变量；（3）标点以“+”表示、连线连成直线或光滑曲线；（4）应标明图的名称。伏安法测电阻的IU曲线用图象法求直线斜率取两点P1（X1、Y1）和P2（X2、Y2）斜率1212XXYYk用图象法求直线截距取三点P1（X1、Y1）、P2（X2、Y2）和P3（X3、Y3）312123XXXYYYb截距曲线化直 直线 抛物线 双曲线 平方 反比 指数 曲线bxaeyxayaxyaxybkxy22 匀变速运动 单摆 玻马定律 库仑定律 阻尼振动teAArq

5、qkFCPVTglatvv02212204逐差法 一般用于等间隔线性变化测量中所得得数据处理例：长为X1弹簧，逐次在下端加m千克的砝码，测出长度分别为X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10。9)()()(9102312XXXXXXX9_110XX逐差法例：长为X1弹簧，逐次在下端加m千克的砝码，测出长度分别为X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10。5)()()(5102716XXXXXXX)()(515211076XXXXXX 将这组等间隔连续测量数据按次序分成高低两组：一组X1、 X2、X3、X4、X5另一组X6、X7、X8、X9、X10。外推法 将图线延长，从而获得一些在原来实验范围之外得物理数据。a与h成正比，作a-h图，外推的h=0时，a=0，即小车在光滑水平地面上作匀速直线运动例：用打点计时器研究小车在光滑水平面上的运动情况Lghggasin线性回归法 通过数学的方法确定代表某组实验数据的最佳图线。思考题： 测量弹簧的有效质量和经度系数器材：支架、弹簧、砝码、秒表kmT2kmmT02？和求：km0022244mkmkT022244,mkXkYXmYT则令利用图象法求出斜率和截距思考题：测定一个凹透镜的焦距器材：一个激光器、两个凸透镜、光具座、被测凹透镜（1）激光扩束（2）利用平行光测焦距（3）利用图象法外推得到凹透镜的焦距