四、实验数据处理能力
实验数据处理能力是指对通过实验测得的众多数据进行分析处理,以获得某些量的变化规律或量与量之间的函数关系。
培养策略: 1.对学生进行实验数据的图线化训练。对于从实验观测中获得的数
据,一些简单的情况,可以通过列表分析就获得某些量的变化规律或物理量之间的函数关系,但大多数情况下还需进一步对数据进行图线化。图线化中最简单的图线是直角坐标系中直线图,所以对于各种数据间的关系要尽量使其图线直线化。对于一些不能直接直线化的数据,可以通过适当变换使之直线化,如牛顿第二定律的实验数据处理,是以 F 和 1/m 为坐标轴,最后作出直线图。一些图线的外延与坐标轴的截距、曲线的斜率、曲线下的面积等都具有特定的物理意义。
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进行误差分析,修正数据。对于实验数据一般地都要进行误差分析。误差的来源有两类:一类是系统误差,是由于仪器的准确性,如零点不准,或实验理论的近似性,或实验条件不能达到理论公式的规定要求, 或测量方法本身有缺陷,或者测量者个人的生理、心理影响等产生,系统误差在找到了原因后就可消除或修正。另一类是偶然误差,它的来源主要是感官灵敏度、仪器精密程度、环境干扰和一些不可预测因素。偶然误差服从统计规律,可通过增加测量次数和一些处理偶然误差的理论和方法来进行。在实验操作中减小误差还可以通过提高测量精度,采用较为精密的测量工具,改用更好的测量方法,实验中测准关键量,减少实验干扰因素等来实现减小误差的目的。误差来源找到后,就要对实验数据作出修正。
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从数据或图线上确定某种物理量的变化规律或某些物理量之间的函数关系,并通过物理分析,总结出物理公式和物理规律,达到实验的目的。实验的结果要在实验报告上表达出来。
(刘甲珉 文)
