用图象法处理物理实验数据.docx

用图象法处理物理实验数据一、合理选取坐标轴　　合理选取坐标轴就是要选择好横坐标、纵坐标所代表的物理量，确定每个物理量的单位和标度，明确坐标原点处所对应的物理量的数值　　一般说来，画图象时以横坐标代表自变量，纵坐标代表因变量，但假如选用这种坐标轴所作图线为曲线时，则应尽可能考虑“化曲为直”，由于直线比曲线能更直观地反映物理规律如：在做“验证牛顿其次定律”的试验中：当讨论拉力F肯定，加速度a与小车质量M的关系时，若取横坐标表示小车质量M，纵坐标表示小车的加速度a，画出的a～M关系图象是一条曲线，很难看出a和M的定量关系，而改用横坐标表示1／M来作图，则不难得出图象是一条过原点的直线，从而直观地提示出a与1／M成正比，即a与M成反比的关系　　作为坐标轴标度的选取，应尽可能使坐标纸上所取的最小分度与测量的精确程度相全都，使图线与横轴间的夹角掌握在30°──60°角之间，图线切忌过于平坦或陡峭至于坐标原点代表的物理量的数值，可依据作图的需要来确定例如：在做“测电源的电动势和内电阻”的试验中，转变滑动变阻器的阻值，用安培表和伏特表测出了如下一组数据：试验次数电流强度（A）电压（V）10.501.3520.751.2831.001.2041.251.1251.501.05　　依据这组数据作U—I图线时，若纵坐标的原点就从电压为零开头的话，则图线很难协调分布，且这样计算出来的电动势ε和内阻r的误差会较大。

为此，可把纵轴的原点设定为电压U＝1．0伏，所作图线如图1所示依据这一图线可以较精确地得出：电动势ε＝1．50伏，内电阻r＝0．30欧二、抓住“斜率”做文章　　1998年高考物理试卷上出了这样一道试验题：在LC振荡电路中，如已知电容C，并测得电路的固有振荡周期T，即可求得电感L，为了提高测量精度，需屡次转变C值并测得相应的T值，现以C为根坐标，T2为纵坐标，要求依据国中数据作出T2与C的关系图线，并求L的值（原题数据略）　　这一试验题尽管多数考生没有实际操作过,但从力量的考察角度来年地,它考察了学生运用图象处理试验数据的本事,考察学生对图线斜率意义的理解因此只有在平常的试验过程中加强这一力量的培育和训练，才能收到以不变应万变之效便如：在用自由落体法验证机械能守恒定律时，除用计算法比拟mghn在与的大小关系外，也可指导学生在纸带上多测几个点，作V2──h图线来探究试验结果，这样不仅削减了偶然误差的影响，提高了准确程度，而且可以通过直线斜率的计算来求得此处重力加速度的值，并将其与标准值相比拟，分析系统误差的产生根源再如：在做“验证玻意耳定律”的试验中，让学生学会用p～1／V图线来处理试验数据，针对所画直线，让各组同学求出斜率进展比拟。

争论斜率值不一样的缘由，进而从这一角度得出：封闭气体的质量不同，PV乘积值也不同的道理，从而深化、活化所学学问　　事实上，上述高考题与“用单摆测重力加速度”的试验最为相像，由于单摆的周期公式为，LC振荡电路中电磁振荡的周期为，故无论是单摆试验中的T2──L图，还是电磁振落试验中的T2～C图，其图线均是一条过原点的射线（如示意图2），把握了T2～L图线中的斜率K表示，就不难知道T2～C图线中斜率，这样求电感L的问题也就迎刃而解了　　　　　　　　　　　　　三、在“截距”上求变化　　作为试验图线的描绘，假如说斜率是联系各变量的中枢神经的话，那么图象与横纵轴的交点就是那“龙”的眼睛，截距就反映这些特定状态所对应的物理量的大小以前面图1中的U—I图线所示状况为例，图线斜率的肯定值表示电源内电阻，而纵轴的截距就表示电源的电动势　　据此，在试验过程中如遇有某些数据不便于直接测量或无法测量时，用图象法来处理要比用计算法处理有效得多、便利得多，其所不同的仅仅是截距上的差异例如：在用单摆测重力加速度时，若摆锤不是匀称的小球，而是外形不规章的重锤，或者试验中没有供应用于测小球直径的游标卡尺，这时就无法精确测出摆长L，怎样才能求出重力加速度g呢？众所周知，摆长L应等于绳长L。

与摆锤重心到绳末端的距离r之和，借助图象法可以先避开r，通过屡次转变绳长L0，并测得相应的周期T的值来作T2──L0图线依据周期公式可知：，故所作图线如图3（a）所示（亦可作T2一L0图线），其斜率不变，而截距OA就表示摆锤重心到绳末端距离r的大小，这样不仅可以测出g值，而且可以求得r的大小同样，在“验证玻意耳定律”的试验中，若没有供应气压计，无法测定当时的大气压值，或者没有用天平称出活塞和框架的质量，也可以用p──1／V图线来验证明验结果，你可发觉所作图线如图3（b）所示，其中截距OB就表示漏测的附加压强的大小　　　　　　　　　　　　　　　　讨论考题说明：象“验证牛顿其次定律”的试验图线──a～F关系图线，曾两次在高考试卷上消失过，试题就试验时由于没有平衡摩擦力或平衡摩擦和时长木板的倾角过大而导致的a～F图线的变化来考察学生，其目的就是要考察学生对截距的理解及其敏捷应变力量可见让学生在试验过程中把握用图象法处理试验数据的方法和技巧，对提高学生解决实际问题的力量有着极其重要的意义。