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2016绪论三峡大学物理实验

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大学物理实验讲稿ppt课件

大学物理实验讲稿ppt课件
误差 = 测量值 — 真值。
y y Y0
9
1.1.3 误差的分类 大学物理实验
一、系统误差
系统误差是由于仪器不完善，或测量方法不恰当， 或环境变化等引起，具有确定的规律性，或多次测量 时误差始终不变，或随测量条件的变化而有规律的变 化，总之是有规律可寻的，是可定误差。
系统误差的来源：
(1)仪器误差，由仪器的结构和标准不完善引起的，表现 形式有三种：
通常根据待测物理量最终测量结果的获取过程把 测量分为两大类，即直接测量和间接测量。
7
1、直接测量
大学物理实验
直接测量就是把待测量直接与标准量（量具）
进行比较，直接读数，直接得到数据。例如用米 尺测量长度，用钟表测量时间，用安培计测量电 流，用温度计测量温度等等。在一切实验中，直 接测量是基础。
2、间接测量
12
对同一量测量大次学数物n理足实够验多时，将会发现它们的分
布服从某种规律。实践和理论都证明，大部分测量的随
机误差服从统计规律，其误差分布（或测量值的分布）
呈正态分布（又称高斯分布）。
f (i )
随机误差具有以下特征：
①对称性：绝对值相等的正、负误差 出现的几率大体相同；
②单峰性：绝对值较小的误差出现的 几率大，绝对值较大的误差出现的几 率小；
2、学会常用物理仪器的调整及正确的使用方法。
3、使学生初步具备处理数据、分析结果、撰写实验报告 的能力。
4、培养学生对待科学实验一丝不苟的严谨态度和实事求
是的工作作风。
2
二、物理实验的主要大环学物节理实验
和
所用的实验基本方法，特别是做好实验的关键环节，要心 中有数，并简练地写在预习报告上，预习报告中要自行设 计数据记录表格。预习不合格者不得实验。

大学物理实验绪论201X(修改版)PPT课件

大学物理实验绪论201X(修改版)PPT课件

4. 连成图线：
用直尺、曲线板等把点连成直线、光滑曲线。一般不强求直线或
曲线通过每个实验点，应使图线两边的实验点与图线最为接近且分布
大体均匀。
I (mA)
5.标出图线特征： 20.00
在图上空白位置标 18.00
明实验条件或从图上得 16.00
出的某些参数。如利用 14.00
所绘直线可给出被测电 12.00
随机误差为主)。
测量次数 1
2
3
l (cm) 12.25 12.20 12.19
4 12.16
5 12.23
解：这是直接测量问题，可使用第一章中相关公式计算。
l 1 5 i 5 1 li 1 5 ( 1.2 2 1 5 .2 2 1 0 .1 2 1 9 .1 2 1 6 .2 2 ) 3 1.2 2 c1 m
FF(x,y,z, )
最新课件
18
有效数字
一、有效数字的概念
准确数 存疑数
1.13 m
0.5 1.0 1.5
最新课件
19
二、有效数字的性质和说明
1、有效数字的位数与小数点的位置无关； 2、“0”在有效数字中的特殊地位。
1206cm 2.0000mm 0.000125cm 0.001206mm
四位 五位
4. N = 1.23 × 1.235=1.519 = 1.23 × 1.235=1.52
最新课件
25
实验数据的表示与处理
一、列表法 二、图解法 1.直线图解法
U(V) 0.76 1.52 2.33 3.08 3.66 4.49 5.24 5.98 6.76 7.50 I(mA) 2.00 4.01 6.22 8.20 9.75 12.00 13.99 15.92 18.00 20.01

三峡大学大学物理课后习题答案

三峡大学大学物理课后习题答案

=2+3 t 3 ，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ式中以弧度计，t 以秒计，
(2)当加速度的方向和半径成45°角时，

d 9t 2 dt d 18t dt a t 2 s R t 2 s 18t t 2 s 36ms 2 an t 2 s R 2
t 2 s
(9t 2 ) 2
第二章
1．质量为10kg的质点在 xOy 平面内运动，其运动规律为:
x 5con4t 3 (m), y 5sin 4t 5 (m).求t时刻质点所受的力．
解: 本题属于第一类问题
x 5con 4t 3 vx dx 20sin 4t dt dv ax x 80 cos 4t dt
38.4 3 x ) 31J 解:（1） A (52.8 x 38.4 x )dx (26.4 x 3 0.5 0.5
2 2
1
1
(2) 由动能定理
0.5
A
(52.8x 38.4 x )(dx) 2 mv
2 1
1
2
0
所以
v
2A 2 31 5.34m / s m 2.17
2
4．质量为 m 的质点最初静止在 x0 处，在力 F k / x (N)（ k 是常量）的作用下沿 X 轴运 动，求质点在 x 处的速度。 解: 由牛顿第二运动定律
F k / x 2 m vdv
x0 v x
dv dv dx dv m mv dt dx dt dx
dv 3 2t dt
dv
5
v
3
0
(3 2t )dt
v 23(ms 1 )

大学物理实验绪论

大学物理实验绪论

无需照抄实验原理！ 无需照抄实验原理！
可充分利用时间预先了解实验仪器。 可充分利用时间预先了解实验仪器。
广东工业大学实验教学部物理实验中心
考勤要求
严格考勤制度 上课时间：上午10:20-12:35 上课时间：上午 下午14:00-16:15 下午 16:20-18:35 迟到考勤分为零！ 迟到考勤分为零！ 无故缺课不安排补做，该次实验成绩为零！ 无故缺课不安排补做，该次实验成绩为零！ 一次没来且不补做，期末总评不及格！ 一次没来且不补做，期末总评不及格！
广东工业大学实验教学部物理实验中心
1)直接测量与间接测量
• 测量可分为两类。 测量可分为两类 两类。 • 直接测量 ， 是指 直接将待测物理量与选 直接测量， 是指直接将待测物理量与选 定的同类物理量的标准单位相比较直接 得到测量值的一种测量。 得到测量值的一种测量。 • 间接测量 ， 是指 被测量与直接测量的量 间接测量， 是指被测量与直接测量的量 之间需要通过一定的函数关系的辅助运 算 ， 才能得到被测量物理量的量值的测 量。 2 l 4 l π π T =2 ⇒g = 2 g T
广东工业大学实验教学部物理实验中心
实室规则； 禁止穿拖鞋、 背心进入实验室， 禁止穿拖鞋 、 背心进入实验室 ， 上课 过程中手机关机， 过程中手机关机 ， 要在课前准备好要交的 实验报告和预习报告，按序号入座。 实验报告和预习报告，按序号入座。 ②了解实验仪器的使用及注意事项； 了解实验仪器的使用及注意事项； 爱护仪器， 注意安全， 爱护仪器 ， 注意安全 ， 未经同意不得 随意动用实验仪器， 随意动用实验仪器 ， 课堂上必须按老师指 示进行操作， 示进行操作 ， 人为造成的仪器损坏须按规 定赔偿并扣分。 定赔偿并扣分。
广东工业大学实验教学部物理实验中心

《大学物理实验》PPT课件-90页PPT资料

《大学物理实验》PPT课件-90页PPT资料
物理学是一门实验科学，物理实验在物理学 的产生、发展和应用过程中起到重要的作用。 物理学重大发现深刻影响着我们的生活，X射 线、核磁共振、核能、激光、信息技术……
1901年诺贝尔物理学奖 ——X射线的发现 伦琴
1901年，首届诺贝尔物理学奖授予德国物理学 家伦琴（Willhelm Konrad Rotgen，1845— 1923）以表彰他在1895年发现的X射线。1895年，物理学已 经有了相当的发展，它的几个主要部门--牛顿力学、热 力 学和分子运动论、电磁学和光学，都已经建立了完整的理论， 在应用上也取得 了巨大成果。这时物理学家普遍认为，物理 学已经发展到顶了，以后的任务无非是在细节上作些补充和 修正而已，没有太多的事情好做了。 正是由于X射线的发现 唤醒了沉睡的物理学界。它像一声春雷，引发了一系列重大 的发现，把人们的注意力引向更深入、更广阔的天地，从而 揭开了现代物理学的序幕。
激光的最初的中文名叫做“镭射”、“莱 塞”，是它的英文名称LASER的音译，是取自英 文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词头一个字母组成的缩写词。 意思是"通过受激发射光扩大"。激光的英文全名 已经完全表达了制造激光的主要过程。1964年 按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射” 改称“激光”。激光应用很广泛，主要有激光打 标、激光焊接、激光切割、光纤通信、激光光谱、 激光测距、激光雷达、激光武器、激光唱片、激 光指示器、激光矫视、激光美容、激光扫描、激 光灭蚊器等等。
伟大的发现，巨大的应用！
仅与X射线研究有关的诺贝尔物理、化学、生物 医学就有15项，其中物理学奖就有7项。它们分 别是居里夫妇的放射性的发现（1903年），布拉 格父子的X射线分析晶体结构（1915年），巴拉 克的元素的标识伦琴辐射的发现（1917年），西 格班的X射线的光谱学研究（1924年），康普顿 的X射线散射（1927年）及戴维逊和汤姆逊的X射 线的电子衍射（1937年)。化学3项，它们分别利 用X射线获取化合物、晶体的结构数据和信息。 生物医学奖5项，它们分别是X射线人工诱变， DNA结构的发现和破译，重要用途药物的晶体结 构、X射线层析三维立体成像技术（CT）。

三峡大学大学物理第六章答案

三峡大学大学物理第六章答案

第6章 真空中的静电场 习题答案1. 电荷为q +和q 2-的两个点电荷分别置于1=x m 和1-=x m 处。

一试验电荷置于x 轴上何处，它受到的合力等于零？解：根据两个点电荷对试验电荷的库仑力的大小及方向可以断定，只有试验电荷0q 位于点电荷q +的右侧，它受到的合力才可能为0，所以200200)1(π4)1(π42-=+x qq x qq εε 故 223+=x2. 电量都是q 的三个点电荷，分别放在正三角形的三个顶点。

试问：(1)在这三角形的中心放一个什么样的电荷，就可以使这四个电荷都达到平衡(即每个电荷受其他三个电荷的库仑力之和都为零)?(2)这种平衡与三角形的边长有无关系?解：(1) 以A 处点电荷为研究对象，由力平衡知，q '为负电荷，所以2220)33(π4130cos π412a q q a q '=︒εε故 q q 33-=' (2)与三角形边长无关。

3. 如图所示，半径为R 、电荷线密度为1λ的一个均匀带电圆环，在其轴线上放一长为l 、电荷线密度为2λ的均匀带电直线段，该线段的一端处于圆环中心处。

求该直线段受到的电场力。

解：先求均匀带电圆环在其轴线上产生的场强。

在带电圆环上取dl dq 1λ=，dq 在带电圆环轴线上x 处产生的场强大小为)(4220R x dqdE +=πε 根据电荷分布的对称性知，0==z y E E23220)(41 cos R x xdqdE dE x +==πεθ式中：θ为dq 到场点的连线与x 轴负向的夹角。

⎰+=23220)(4dq R x xE x πε 232210)(24R x R x +⋅=πλπε232201)(2R x xR +=ελ 下面求直线段受到的电场力。

在直线段上取dx dq 2λ=，dq 受到的电场力大小为dq E dF x =dx R x xR 2322021)(2+=ελλ方向沿x 轴正方向。

大学物理实验绪论--董有忠

大学物理实验绪论--董有忠

3.2,4.1 3.4,6.9 4.3,4.4 5.2,5.4 4.6
4.7
5.5
3.4,6.9 4.3,4.4 5.2,5.4 4.6
4.7
5.5 4.2,5.3
4.3,4.4 5.2,5.4 4.6
4.7
5.5 4.2,5.3 3.2,4.1
5.2,5.4 4.6
4.7
5.5 4.2,5.3 3.2,4.1 3.4,6.9
测量结果的估算:
③误差的合成: 误差
偶然误差 x 未消除的系统误差 d
总误差:
2 x
d2
该合成方法也就是用标准 差来表示误差的优点.
测量结果的估算:
④测量的结果表示:
三个要素 ( x 、 x 、单位）
结果：x x （单位）（基本的表达方法）
意义：a、区间的概念。
x
b、几率的概念。 x
x
物理实验课的主要教学环节
四、实验报告的格式和内容 实验名称 实验目的 实验仪器 实验原理：
简要叙述实验原理、计算公式、实验电 路图或光路图。 实验内容和主要步骤
物理实验课的主要教学环节
四、实验报告的格式和内容 实验数据处理：
将原始记录数据转记于实验报告上（签 名的原始数据记录纸附在报告后），计 算要遵循有效数字的运算规则进行，用 标准不确定度评估测量结果的可靠性。 结果与讨论：
课程介绍：
大学物理实验是高等学校学生进行科学实 验基本训练的一门独立的必修基础课，是学生 进入大学后系统的学习实验方法和实验技能的 开端。同时，在培养科学工作者的良好素质及 科学世界观方面也起着潜移默化的作用。
教学目的：
➢在物理实验的基本知识、基本方法、基本技能方面受到 较系统的训练。 ➢包括：有关仪器的选择和使用、基本的测量技能和方法、 实验数据的处理、对结果的误差做出分析和判断、完成实 验报告等。 ➢培养和提高科学实验能力。 ➢包括：自学能力、动手实践能力、创新思维能力、书面 表达能力、和简单设计能力等。

大学普通物理实验讲解

大学普通物理实验讲解

相对误差E定义为绝对误差uc与被测量量真值X的比
值，即：
E

uc 最佳值
100
%
如果待测量有理论值或公认值，也可用百分误差来
表示测量的好坏。即:
百分误差
测量值 公认值
E0
公认值
100 %
直接测量结果的表示：
N N最佳值 uc (单位）
uc：一位有效数字（只 进不舍）
N最佳值：与uc对齐
正、可负也可能十分接近零；而不确定度总是不为 零的正值，是可以具体评定的。
不确定度与测量结果的 表示
测量不确定度 由于测量误差的存在，难以确定被测量的真值。
测量不确定度是表征测量真值在某一个量值范围内 不能肯定程度的一个评定。
测量不确定度包含A类标准不确定度和B类标 准不确定度。 1）不确定度的A类评定（A类分量）
由于偶然因素，在同一条件下对同一物理量X进行多次 重复测量的值，将是分散的，从分散的测量值出发用统计的 方法评定标准不确定度，就是标准不确定度的A类评定
不确定度的A类分量就取为算术平均值的标准偏差，
即
n
(xi x)2
Si Sx
i 1
n(n 1)
按误差理论的正态分布，如不存在其他影响，则测量 值范围 [x Sx , x Sx ] 中包含真值的概率为68.3%。
n1
3）算术平均值的标准误差
算术平均值 x 的标准误差为:
上式说明算术平均值的标准误差小于标误差 差，因为算术平均值是测量结果的最佳值，它比 任意一次测量值xi更接近真值，误差要小。
在多次测量的随机误差遵从正态分布的条件 下，真值处于该区间内的概率为68.3%。
仪器误差Δ仪

2016绪论三峡大学物理实验

2016绪论三峡大学物理实验

x xi x
测量误差存在于一切测量过程中，任何测量结果均有误差！ 误差一般有绝对误差和相对误差两种表示形式。 绝对误差＝ 测量值－真值
绝对误差 100% 相对误差＝ 真值
２
误差的分类： 系统误差和偶然误差（亦称随机误差）
系统误差：由测量方法、条件、理论公式、仪器装置的 近似性以及操作者的个性等因素引入的误差． 它又分为可定系统误差（知道具体大小和正负）和未定 系统误差（只知其范围，不知具体大小和正负）．
３
实验操作：
按时到实验室做实验，不得迟到。并注意带教材、笔、 记录纸、预习报告、证件。实验室在理科楼一区（靠近逸夫 楼那边）的三至五楼。 到实验室后，先看教室前面桌子上的预约单，上面有本 次实验的名称、日期、时段、指导老师、学生姓名、组号等 相关信息，对照上面的信息将你的预习报告的有关内容填好 （注意：预习报告中的组号即为此预约单上的组号）， 并将预习报告放在前面的桌子上。然后对号入座，画好数据 表格，待老师对实验讲解后，再按老师的具体要求做实验。 实验做完后，先将数据交老师检查签字，合格后再整理 实验仪器和场地。（未整理好仪器和场地就离开的，实验成 绩扣10分！）老师签字的原始数据要注意保存，交报告时一 并交来。
２．测量的分类 A 按测量方法分 ⅰ 直接测量：直接测量就是将待测量与基准或标准直接进行 比对，从而直接读取待测量是标准量的多少倍。 例如：用游标卡尺测园柱体的高度。 ⅱ 间接测量：要通过直接测量量用公式计算才能得到其值的 测量． 例如，测园柱体的体积Ｖ。（其中，h , d 为直接测量量，Ｖ 为间接测量量）
由特性②可知，正、负误差具有抵消性，当n→∞ 时，则误 差之和趋于零， 。
x
因此，对含随机误差的实验数据的处理是采取多次测量， 用算术平均值作为测量结果的最佳估计值。

大物实验物理实验绪论最新ppt课件

大物实验物理实验绪论最新ppt课件

19
第一章测量误差和实验数据处理
第一节 测量和测量误差
一、测量及其分类 测量就是在一定条件下使用具有计量标准单位 的计量仪器对被测物理量进行比较，从而确定 被测量的数值和单位。
直接测量 间接测量 等精度测量 不等精度测量
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20
直接测量
直接测量是使用仪器或量具，直接测得 被测量的量值的测量。由直接测量所得 的物理量，称为直接测量量 。例如用天 平称衡物体的质量
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15
实验报告的格式和内容（科研论文）
实验名称 实验目的 目前的研究状况及问题 实验仪器 实验原理：简要叙述实验原理、计算公
式、实验电路图或光路图。 实验内容和主要步骤
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16
实验报告的格式和内容
数据记录与处理： 将原始记录数据转记于实验报告上
（签名的原始数据也应附在报告上，以 便教师检查），按照实验要求计算测量 结果，计算要遵循有效数字的运算规则 进行，用标准差评估测量结果的可靠性。
大学物理实验绪论
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1
如何学，学什么？
时间观 上课习惯 操作分 修养分
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2
基本事项
地点：物理实验中心位于B5栋B座二层和 三层；
时间：分单双周，每次实验课均为四节 课时间，按课表程序行。
成绩:按优秀、良好、中等、及格、不及 格五级评定。
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3
什么情况导致最后不及格
先调机械零点。
电表指针不在零点
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32
偶然误差
偶然误差是由某些偶然的或不确定的因素， 在测量过程中造成的误差。 来源：环境和实验条件的无规则变化。 特点：偶然误差的量值和符号以不可约定的方 式变化着，对每次测量值来说，其变化是无规 则的，但对大量测量值，其变化则服从确定的 统计分布（正态分布）规律。

01大学物理实验-绪论

01大学物理实验-绪论

海南大学海纳百川大道致远《大学物理实验》大学物理实验绪论数据处理选用教材网络资源：校网络教学平台/仪器配套教材08、09高年级同学有海南大学海纳百川大道致远《大学物理实验》第一章物理实验的重要性•一、什么是大学物理实验？•二、物理实验在物理学研究与发展中的作用•三、物理实验对物理学在其他学科中应用的意义海南大学海纳百川大道致远《大学物理实验》一、什么是大学物理实验？•最基本的物理实验，包括力、热、电、光及近代物理实验•理科、工科、医科各专业都普遍要做的物理实验。

海南大学海纳百川大道致远《大学物理实验》二、物理实验在物理学研究与发展中的作用从物理学史看物理实验的重要性•经典物理学的建立：力学（伽里略）电磁学（库仑、法拉第、麦克斯韦）光学（杨氏、菲涅耳）•近代物理学的建立：三大发现（X 光、放射性、电子）——从宏观到微观两朵乌云（黑体辐射、迈－莫实验）——从经典到近代海南大学海纳百川大道致远《大学物理实验》三、物理实验对物理学在其他学科中应用的意义•材料：物性测试、新材料的发现、制备•化学：光谱分析、放射性测量、激光分离同位素•生物：各类显微镜（光学显微镜、电子显微镜、X 光显微镜、原子力显微镜），DNA 操纵、切割、重组以及双螺旋结构的分析•医学：诊断――X 光、CT 、核磁共振、超声波治疗――放射性、激光、微波、γ刀结论：物理实验是物理学在其他学科中应用的桥梁。

海南大学海纳百川大道致远《大学物理实验》第二章测量•物理实验以测量为基础•完整的测量结果应表示为：以电阻测量为例包括：测量对象测量对象的量值测量的不确定度测量值的单位（Y = y ±Δ表示被测对象的真值落在（y −Δ，y +Δ）范围内的概率很大，Δ的取值与一定的概率相联系。

）Ω±4.13.910＝R Δ±=y Y海南大学海纳百川大道致远《大学物理实验》海南大学海纳百川大道致远《大学物理实验》第三章：实验数据的处理一、为什么要处理数据？二、误差分析与不确定度评定三、不确定度的评定方法四、作图与拟合海南大学海纳百川大道致远《大学物理实验》一、为什么要处理数据？1、大多物理规律是用物理量之间的定量关系来表述的。

三峡大学大学物理第三章答案

三峡大学大学物理第三章答案

第3章 力学基本定律与守恒律 习题答案1．作用在质量为10 kg 的物体上的力为i t F)210(+=N ，式中t 的单位是s ，(1)求4s 后，这物体的动量和速度的变化．(2)为了使这力的冲量为200 N ·s ，该力应在这物体上作用多久，试就一原来静止的物体和一个具有初速度j 6-m ·s -1的物体,回答这两个问题． 解: (1)若物体原来静止，则i t i t t F p t 1401s m kg 56d )210(d -⋅⋅=+==∆⎰⎰,沿x 轴正向，ip I imp v111111s m kg 56s m 6.5--⋅⋅=∆=⋅=∆=∆ 若物体原来具有6-1s m -⋅初速，则⎰⎰+-=+-=-=ttt F v m t mF v m p v m p 000000d )d (,于是⎰∆==-=∆tp t F p p p 0102d ,同理， 12v v ∆=∆,12I I=这说明，只要力函数不变，作用时间相同，则不管物体有无初动量，也不管初动量有多大，那么物体获得的动量的增量(亦即冲量)就一定相同，这就是动量定理． (2)同上理，两种情况中的作用时间相同，即⎰+=+=tt t t t I 0210d )210(亦即 0200102=-+t t 解得s 10=t ，(s 20='t 舍去)2．一颗子弹由枪口射出时速率为10s m -⋅v ，当子弹在枪筒内被加速时，它所受的合力为 F=(bt a -)N(b a ,为常数)，其中t 以秒为单位：(1)假设子弹运行到枪口处合力刚好为零，试计算子弹走完枪筒全长所需时间；(2)求子弹所受的冲量．(3)求子弹的质量． 解: (1)由题意，子弹到枪口时，有0)(=-=bt a F ,得ba t =(2)子弹所受的冲量⎰-=-=tbtat t bt a I 0221d )(将ba t =代入，得 baI 22=(3)由动量定理可求得子弹的质量22bv av I m ==3．如图所示，一质量为m 的球，在质量为M 半径为R 的1/4圆弧形滑槽中从静止滑下。

2016级大学物理实验I讲义 (1)汇总

2016级大学物理实验I讲义 (1)汇总
尺、千分尺、电子天平等。实验装置如图5所示。爪手
上分别设置有放置圆环或球的凹槽,爪手的下方也分别
设置有可悬挂圆环、放置条状棒或方形状棒的凹槽。本
仪器主要包括以下部分:1、爪手2、圆环3、钢丝4、
霍耳开关5、铷铁硼小磁钢6、底座7、数字式计数
计时仪8、标志旋钮9、扭动旋钮
图5实验装置简图(图中两个2分别表示圆环垂直和水平两种状态放置
((i c i r x u x
f n y U 2
2
2ln ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛∂∂= (5这一方法被称之为误差均分原理,它常用于实验设计之中。
以单摆法测量重力加速度实验为例,运用误差均分原理进行实验设计和仪器选配如下:由公式g =4π2L /T 2得到相对标准不确定度传递公式:
( g
r U U g g == (6
(5计算K和I 0的不确定度,写出结果表达式。
4.测量矩形棒、圆柱形棒等不同形状刚体绕定轴转动的转动惯量。
(1用游标卡尺测量矩形棒、圆柱形棒的有关几何参数1次。
(2用电子天平称量矩形棒、圆柱形棒的质量各1次。
(3搭建单线扭摆,用智能计时仪测量扭摆摆动5个周期的时间5次。
(4计算圆环、矩形棒、圆柱形棒绕对称轴的转动惯量,与理论值比较写出结果表达式。5.用扭摆法测量钢丝或铜丝的切变模量G。
(1用米尺测量摆线的有效长度1次。
(2用千分尺测量不同处的直径5次。
(3用游标卡尺测量圆环内、外直径和高度各1次。
(4用电子天平称量圆环的质量1次。
(5搭建单线扭摆,分别将圆环以水平和垂直两种状态放置在爪手上,用智能计时仪测量扭摆摆动5个周期的时间5次。
(6计算钢丝或铜丝的切变模量G和不确定度,写出结果表达式。
大学物理实验(I实验讲义

三峡大学大学物理实验绪论答案

三峡大学大学物理实验绪论答案

三峡大学大学物理实验绪论答案1、40．小明家的厨房里有一个恰好能装下1kg水的玻璃瓶子，现有汽油、酒精和硫酸三种液体，它能够装下1kg的哪种液体（）（已知ρ汽油＜ρ酒精＜ρ水＜ρ硫酸）[单选题] *A．汽油B．酒精C．硫酸(正确答案)D．都能装下2、图62所示的电路中，电阻阻值R1>R2。

开关S闭合后，电阻R1、R2两端的电压分别为U1、U2，通过两个电阻的电流分别为I1、I2。

下列判断正确的是（）A．U1B．U1>U2(正确答案)C．I1 < I2D．I1 > I23、8．将耳朵贴在长铁水（管中有水）管的一端，让另外一个人敲击一下铁水管的另一端。

下列说法中正确的是（）[单选题] *A．听到一次敲打的声音B．听到二次敲打的声音C．听到三次敲打的声音(正确答案)D．听到最后一次敲打的声音是水中传播的声音4、42．下列场景与所蕴含的物理知识对应完全正确的是（）[单选题] *A．体育训练后满头大汗，回到教室不停扇风——提高液体温度加快蒸发B．手拿着一瓶冰冻矿泉水，一段时间后冰减少，手感到凉——熔化吸热(正确答案) C．清晨操场边的双杠上铺满了一层霜——霜是水蒸气凝固形成的D．戴眼镜的小卉从寒冷教室外走进温暖的教室内，眼镜镜片模糊不清——汽化放热5、61．关于微观粒子的发现与提出，下列说法正确的是（）[单选题] *A．电子是英国物理学家卢瑟福发现的B．原子的核式结构模型是盖尔曼提出的C．中子是由查德威克发现的(正确答案)D．夸克是比中子、质子更小的微粒，是由英国物理学汤姆生提出的6、符合安全全用电要求的是（）[单选题]A．及时更换使用年限过长的电线，防止绝缘皮破损或老化，造成短路(正确答案) B．一旦发生触电事故，施救人员首先要马上用手拉开触电伤员C．使用试电笔时，手不能接触笔尾的金属体D．检修家庭电路双手操作时，人的双脚站在绝缘体上就肯定不会发生触电事故7、4．月球上的重力加速度也是8 m/s [判断题] *对错(正确答案)8、闭合电路的导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流[判断题] *对错(正确答案)答案解析：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流9、50．下列现象中与电视机的荧光屏表面常沾有许多灰尘的物理道理相同的是（）[单选题] *A．塑料梳子梳头发，头发变得蓬松B．冬天脱毛衣时产生电火花C．塑料泡沫容易吸在化纤衣服上(正确答案)D．油罐车后拖有长长的铁链10、74．测出甲、乙、丙三个物体的质量和体积，根据数值在图上描出甲、乙、丙三个点，则下列判断正确的是（）[单选题] *A.甲密度为4g/cm3B．无法得出乙的密度值C．丙比甲的密度大(正确答案)D．乙的密度大于甲的密度11、35．下列物态变化现象中，属于放热的是（）[单选题] *A．天气热的时候，从冰柜中拿出的冰，一会儿就变成了水B．北方的冬天，可以看到户外的人不断呼出“白气”(正确答案)C．夏天在教室地面上洒的水，过一会儿就会变干D．衣柜里防虫用的樟脑片，过一段时间会变小12、3．有的力可能只有受力物体，没有施力物体．[判断题] *对错(正确答案)13、13．双层真空门窗玻璃，不影响采光，但却能隔音降噪，其主要原理是利用了（[单选题] *A．空气能传声B．玻璃能传声C．声波能被反射D．真空不能传声(正确答案)14、消防水桶做成上大下小的形状是为了减小水对桶底的压强[判断题] *对错(正确答案)答案解析：减小水对桶底的压力。

示波器的原理与应用实验报告 三峡大学

示波器的原理与应用实验报告 三峡大学

示波器的原理与应用实验报告三峡大学一、实验目的及要求：（1）了解示波器的基本工作原理。

（2）学习示波器、函数信号发生器的使用方法。

（3）学习用示波器观察信号波形和利用示波器测量信号频率的方法。

二、实验原理：1）示波器的基本组成部分：示波管、竖直放大器、水平放大器、扫描发生器、触发同步和直流电源等。

2）示波管左端为一电子枪，电子枪加热后发出一束电子，电子经电场加速以高速打在右端的荧光屏上，屏上的荧光物发光形成一亮点。

亮点在偏转板电压的作用下，位置也随之改变。

在一定范围内，亮点的位移与偏转板上所加电压成正比。

3）示波器显示波形的原理：如果在X轴偏转板加上波形为锯齿形的电压，在荧光屏上看到的是一条水平线，如果在Y轴偏转板上加正弦电压，而X轴偏转板不加任何电压，则电子束的亮点在纵方向随时间作正弦式振荡，在横方向不动。

我们看到的将是一条垂直的亮线，如果在Y轴偏转板上加正弦电压，又在X轴偏转板上加锯齿形电压，则荧光屏上的亮点将同时进行方向互相垂直的两种位移，两个方向的位移合成就描出了正弦图形。

如果正弦波与锯齿波的周期（频率）相同，这个正弦图形将稳定地停在荧光屏上。

但如果正弦波与锯齿波的周期稍有不同，则第二次所描出的曲线将和第一次的曲线位置稍微错开，在荧光屏上将看到不稳定的图形或不断地移动的图形，甚至很复杂的图形。

要使显示的波形稳定，扫描必须是线性的，即必须加锯齿波；Y轴偏转板电压频率与X轴偏转板电压频率的比值必须是整数。

示波器中的锯齿扫描电压的频率虽然可调，但光靠人工调节还是不够准确，所以在示波器内部加装了自动频率跟踪的装置，称为“同步”。

在人工调节接近满足式频率整数倍时条件下，再加入“同步”的作用，扫描电压的周期就能准确等于待测电压周期的整数倍，从而获得稳定的波形。

4）李萨形的基本原理：如果同时从示波器的x轴和y轴输入频率相同或成简单整数比的两个正弦电压，则屏幕上将呈现出特殊形状的、稳定的光点轨迹，这种轨迹图称为李萨形。

物理实验绪论-cao.

物理实验绪论-cao.
在下面的讨论中，我们是在假定没有系统误差的 前提下，研究偶然误差的问题。 一、 单次直接测量的误差估算 在物理实验中，常常由于测量准确度要求不高 或条件不许可等原因，对一个物理量的直接测量 只进行了一次。这时，可根据实际情况，对测定 值的误差进行合理的具体的估算，在一般情况下， 对于偶然误差很小的测定值，可按仪器出厂检定 书或仪器上直接著名的仪器误差作为单次测量的 误差。如果没有注明，也可取仪器上的最小刻度 的一半作为单次测量的误差。
1 x ( x1 x2 x3 n
1 n xn ) xi n i 1
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2018/10/8
根据误差统计理论，在一组n次测量的数据中，算术平均 值最接近于真值，称为测量的最佳值或近真值。在这种情况 下，测量的误差可用算术平均偏差表示，其定义的数学表达 式是：
1 x ( x1 x x2 x n
看规则、注意事项——注意安全 熟悉仪器及使用方法——学会正确使用实验仪器 仔细观察并分析实验现象——培养应用知识、分析问题的能力 认真测量，正确记录——培养严谨的科学态度 仪器发生异常、故障速请教老师 数据须经老师审查签字 归整仪器，保持卫生,养成良好习惯
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（三）实验报告书写
一份完整的实验报告应包含以下几个内容： 1、实验名称 2、实验目的 3、实验仪器 4、实验原理（简要叙述相关的物理学内容，画 出原理图、装置示意图或电路图、光路图，写出主 要计算公式及公式中各量的物理含义和公式限定的 条件等）。 5、实验内容与步骤
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2.偶然误差
在实际测量中，由于某种偶然的原因，使测量 结果在测量平均值附近起伏变化，由此产生的误 差称为偶然误差。
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测量值及其不确定度的有效数字修约： 测量值 X 有效数字的舍入规则：四舍六入五凑偶。 绝对不确定度ＵC取１位有效数字，并以只进不舍方式截 位. 相对不确定度Er取２位有效数字； 待测量算术平均值 X 的大小在计算时应该多保留几位； 待绝对不确定度求出后，再截取至与其末位对齐。 数学常数π ，e , 2 等，其有效数字按需要选取。 例： X
有效数字计算应做到“抓两头，放中间”，即要注重有效数 字的读取和最后结果的修约，而中间计算过程可适当多保留 几位。 一般仪器的读数应估读于最小分度的1/4~1/10，而对游 标类量具，如游标卡尺、分光计等，则应读到最小分度的整 数倍。
２．实验数据处理 （前面介绍的为一般性问题，此处开始介绍的是实际的处 理方法） a 直接测量量的数据处理 ⅰ 单次测量
测量列的标准偏差为：
s( x)
2 ( x x ) i i 1 n
n 1
算术平均值的标准偏差为：
s(x)
(x x)
i 1 i
n
2
n(n 1)

s(x) n
同一物理量作多组等精度测量，为比较各组测量间数据的 好坏，除了看其算术平均值外，还要看各组数据的分散程度， 这就用正态分布的标准差 来衡量。实际中，对一组测量 s(x) 列，则是用其算术平均值 的标准偏差 来衡量。为了符 x 合国际惯例，通常采用不确定度来进行评定。 ４．不确定度的基本概念 测量不确定度：表示被测量的真值所处的量值范围的评定， 是用以表述测量结果分散性的参数。它表示了测量结果有效 性的可疑程度或不可靠程度。 通常采用正态分布的标准偏差作为其大小的评定，故称为 标准不确定度。标准不确定度分Ａ类分量和Ｂ类分量。
２．测量的分类 A 按测量方法分 ⅰ 直接测量：直接测量就是将待测量与基准或标准直接进行 比对，从而直接读取待测量是标准量的多少倍。 例如：用游标卡尺测园柱体的高度。 ⅱ 间接测量：要通过直接测量量用公式计算才能得到其值的 测量． 例如，测园柱体的体积Ｖ。（其中，h , d 为直接测量量，Ｖ 为间接测量量）
表示Ｈ的最佳估计值是5.76m, 其真值落在区间(5.73~5.79)m内的概率为0.683; 而不能理解为Ｈmax = 5.79m, Hmin=5.73m. Ｅr只反映测量结果的精密程度。
四、有效数字、实验数据处理及常用数据处理方法
１ 有效数字 ⅰ 概念 有效数字： 表示数据可靠性的数字，一般用有效数字的位数来表示。 从最左一位非零数字数起向右得到的数位即为有效数字的 位数。 有效数字的最末一至二位是存疑位。 ⅱ 基本性质 有效数字的位数与仪表、量具的精度（最小分度值）有 关。如：千分尺精度为0.01mm，读数时应估读到0.01的下 一位；游标卡尺的精度为0.02mm，读数时只能读到与0.02 的末位对齐。 单位换算时有效数字的位数不变；
４（基础篇教材中的实验 ３
一、实验二和三、实验十 三、实验十四）
８
４（四个内容无先后顺序） ６ ４ ０
０ ０
３．成绩管理 学生的实验课成绩由平时成绩和期末考试成绩组成，一般平时成绩占 50% 以上。
三． 测量误差及不确定度的基本知识
测量 1．概念 测量是以确定被测对象量值为目的的全部操作，它是物理 实验的基础。 测量的目的： ⑴ 确定被测量真值的最佳估计值， ⑵ 对测量值的可靠程度做出估计。
修约后 UC 6.83492 6.83 0.0427
6.84500(6.83500)
6.84521 6.85 0.0364
6.84 0.0319
修约后
结果表达
0.05
E=0.63%
0.04
E=0.47%
0.04
E=0.54%
X=(6.83 0.05) X=(6.84 0.04) X=(6.85 0.04)
２ 预习：
弄清原理、实验内容要求，完成预习报告。 （预习报告内容一般包括：实验名称、实验目的、实验原理、仪器用 具、实验步骤及原始数据表格设计。用专门的实验报告纸，原始数据表 格单独用一张白纸！）
物理实验预习系统、物理实验仿真系统：也从教务处“实验系统”链接 进入。预习系统账号为个人学号,初始密码123。仿真系统账号统一为 student,密码123。两系统对提高实验能力极有帮助。 预习时，希望大家多利用实验中心的预习系统。 注意：写预习报告时，实验原理中，有电路图的一定要画电路图；有 光路图的一定要画光路图！
偶然误差：由不确定因素的随机涨落所引入的时大时小, 时正时负,无法控制也无法预测的误差
粗大误差：由于实验者粗心大意或环境突发性干拢而造 成的误差。 含粗大误差的测量值为坏值，在数据处理时应予以剔除
３．系统误差及偶然误差的处理 可定系统误差：一经发现,必须对测量值给予修正。 未定系统误差：要设法估计其范围．按类似于偶然误差的 方法来处理。
３
实验操作：
按时到实验室做实验，不得迟到。并注意带教材、笔、 记录纸、预习报告、证件。实验室在理科楼一区（靠近逸夫 楼那边）的三至五楼。 到实验室后，先看教室前面桌子上的预约单，上面有本 次实验的名称、日期、时段、指导老师、学生姓名、组号等 相关信息，对照上面的信息将你的预习报告的有关内容填好 （注意：预习报告中的组号即为此预约单上的组号）， 并将预习报告放在前面的桌子上。然后对号入座，画好数据 表格，待老师对实验讲解后，再按老师的具体要求做实验。 实验做完后，先将数据交老师检查签字，合格后再整理 实验仪器和场地。（未整理好仪器和场地就离开的，实验成 绩扣10分！）老师签字的原始数据要注意保存，交报告时一 并交来。
标准不确定度的Ａ类分量 UA
UA(x) s(x)
（用统计方法估算）：
(x x)
i1 i
n
2
n(n 1)
（其中，△m为未定系统误差限）
标准不确定度的Ｂ类分量 UB （用非统计的其它方法估算）：
m 3
UB
合成标准不确定度：
U(x ) u (x )
2 C i 1 i k
其中 u i ( x ) 可以是A类分量，或B类分量。
V

4
d h
2
Ｂ
按测量条件分
ⅰ 等精度测量：在同等条件下进行的多次重复测量。 ⅱ 不等精度测量：在特定条件下，用不同的仪器、方法或 人员，从而获得不同精确度结果的测量。（σ值不同）
目前，我们在物理实验中所做的测量均为等精度测量。
误差 １ 概念 真值：某物理量在一定条件下客观存在的量值大小．它一 般无从得知。 误差：测量值与真值之差，即 误差（ε）= 测量值( x)i - 真值(a) 偏差（残差）：测量值与多次测量的平均值之差
总之，对一组含随机误差的测量数据，除了要求出被测量 的最佳估计值外，还应对该最佳估计值的可靠程度作出估计。 综合考虑各种误差因素，对一组实际的测量数据的处理步 骤应是：先分析实验数据的系统误差，用（可定）系统误差 对测量列的算术平均值进行修正；再考虑未定系统误差和随 机误差，利用其各自的分布特点，估算出不确定度，最后给 出测量结果。 ５ 测量结果的表示
培养学生实事求是、严肃认真的科学态度。
２．特点
ⅰ 物理实验中，误差理论未作严格论证， 相关知识可查阅“误差理论与数据处理”教材.
梁晋文等 中国计量出版社
ⅱ 不强调内容循序性，可以有跳跃； ⅲ 能力、水平潜质的提高是一个积累的过 程。
二 物理实验课的基本程序及要求
１ 预约
预约的目的：确定各人的实验时间和实验内容。
４ 实验报告：
实验课后（每次做完实验离开教室时，注意带走所交的 预习报告），利用课余时间在原预习报告的基础上完成实验 （总结）报告。 实验（总结）报告的内容包括：实验名称，实验目的、 实验原理、实验内容及步骤、原始数据及表格、数据处理过 程、不确定度估算、实验结果的表达、误差原因分析等，并 完成作业题。 实验（总结）报告要求在每次实验课后的一周内交来 （交到理科楼实验室的三楼各老师的实验报告箱内，不许交 到二楼！）。 完成一个实验需经厉的程序： 预约 预习 操作
由特性②可知，正、负误差具有抵消性，当n→∞ 时，则误 差之和趋于零， 。
x
因此，对含随机误差的实验数据的处理是采取多次测量， 用算术平均值作为测量结果的最佳估计值。
1 n x xi n i 1
b 正态分布特征量的估计 对于一组测量数据x1、x2﹒﹒﹒﹒﹒xn,其算术平均值为：
1 n x xi n i 1
X (X U ) C
Ｅr = ?? %
单位 （Ｐ＝
？）
说明：不确定度Ｕ只保留1位有效数字，相对不确定度 Ｅr一般保留2位有效数字， X 的末位与ＵC的末位对齐 ！
测量结果表示的意义 H = ( 5.76 ± 0.03 ) m （P=0.683）
0 . 03 100 E 0 . 52 % r 100 5 . 76
x
x
测
U x ) U (x ) c( B
x U x
c
U(x ) 100 E 100 x
r C
例：用天平称铜园柱体的质量，只称一次，称得的值为 58.26 g ,已知天平的感量（精度）为100 mg。试给出此次实 验结果。 解：因是单次直接测量，故按单次直接测量的方法处理实 验数据。 m测 = 58.26 g e=100 mg =0.1g (该天平的测量误差限 m 取精度e的一半 )
物理实验绪论课
本次课程要介绍的内容(不提供课件下载)
一 物理实验课的目的及特点 二 物理实验课的基本程序及要求 三 测量误差及不确定度的基本知识 四 有效数字、实验数据处理及常用数据处 理方法
一 物理实验课的目的及特点
１.目的
培养学生的基本实验技能； 使学生掌握一些基本的实验方法； 训练学生分析问题、解决问题的能力；
x x x i
测量误差存在于一切测量过程中，任何测量结果均有误差！ 误差一般有绝对误差和相对误差两种表示形式。 绝对误差＝ 测量值－真值