高中物理實(shí)驗(yàn)手冊(cè)

1、首屆北京市中小學(xué)教職工實(shí)驗(yàn)技能比賽培訓(xùn)手冊(cè)（中學(xué)物理單項(xiàng)）目錄第一章基本物理實(shí)驗(yàn)儀器使用規(guī)范4.第一節(jié)力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的使用規(guī)范 4.一、托盤天平的使用規(guī)范4.二、刻度尺的使用規(guī)范4.三、游標(biāo)卡尺的使用規(guī)范 2.四、螺旋測(cè)微計(jì)的使用規(guī)范2.五、彈簧秤的使用規(guī)范3.六、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用規(guī)范3.七、氣墊導(dǎo)軌的使用規(guī)范4.八、量筒的使用規(guī)范 5.第二節(jié)熱學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器使用規(guī)范5.一、溫度計(jì)的使用規(guī)范5.二、酒精燈的使用規(guī)范 5.第三節(jié)光學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器使用規(guī)范6.一、透鏡的使用規(guī)范6.二、干涉儀的使用規(guī)范7.第四節(jié)電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器使用規(guī)范 7.一、學(xué)生電源的使用規(guī)范7.二、電流表的使用規(guī)范8.三、電壓表的使用規(guī)范 8

2、.四、滑動(dòng)變阻器的使用規(guī)范8.第二章中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范11第一節(jié)零位調(diào)整11第二節(jié)水平、鉛直調(diào)整11第三節(jié)消除讀數(shù)裝置的空程誤差11第四節(jié) 儀器的初態(tài)和安全位置 1.2第五節(jié)逐次逼近調(diào)整1.2第六節(jié)消視差調(diào)節(jié)1.2第三章 中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理規(guī)范 1.3第一節(jié)誤差分析1.3一、偶然誤差處理1.3二、系統(tǒng)誤差處理1.4第二節(jié)有效數(shù)字及其運(yùn)算規(guī)則1.4一、儀器正確測(cè)讀的原則1.4.二、關(guān)于“ 0”的問題1.4.三、數(shù)值表示的標(biāo)準(zhǔn)形式1.5.第三節(jié)數(shù)據(jù)處理方法1.5.一、歹!I表法1. 5.二、作圖法15,.三、逐差法 1 - . 6.四、最小二乘法1.7.附錄1：中學(xué)物理典型實(shí)驗(yàn)（初中物理部分）

3、1.8一、二力平衡1.8.二、做功過程就是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程 1.8三、阿基米德定律1.9.四、不同物質(zhì)的比熱容不同2. .1.五、探究焦耳定律2.1.六、滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造及使用 2. 2七、探究電流與電壓、電阻的關(guān)系 2. 3八、平面鏡成像特點(diǎn) 2. 4.九、反射定律2. 5.十、研究凸透鏡成像規(guī)律 2. 7.附錄2：中學(xué)物理典型實(shí)驗(yàn)（高中物理部分）2.9一、驗(yàn)證力的合成的平行四邊形定則2. 9二、牛頓第二定律3.0.三、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律3.1.四、光的折射定律3. 2.五、描繪小燈泡的伏安特性曲線3.4六、用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻 3.6七、用單擺測(cè)定重力加速度 3. 7

4、.八、研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 3. 9九、變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系4.0.十、傳感器的簡(jiǎn)單使用4. 2.3圖125第一章基本物理實(shí)驗(yàn)儀器使用規(guī)范中學(xué)物理主要包括力、熱、聲、光和電這五個(gè)部分。而中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)聲學(xué)部分的實(shí)驗(yàn)涉及較 少，即使涉及也多以小實(shí)驗(yàn)為主，沒有學(xué)生實(shí)驗(yàn)和教師演示實(shí)驗(yàn)，也沒有特定的聲學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，所以 本章主要介紹力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的使用規(guī)范。第一節(jié)力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的使用規(guī)范力學(xué)是物理學(xué)的一個(gè)重要分支，主要研究能量和力以及它們與固體、液體及氣體的平 衡、變形 或運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。力學(xué)可分為靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)力學(xué)和動(dòng)力學(xué)三部分。而這些部分對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)也是中學(xué)物理 實(shí)驗(yàn)的重要組成部分。因而，對(duì)

5、這部分實(shí)驗(yàn)儀器的熟悉與掌握是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)必不可少的。本節(jié)將介 紹幾種中學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見實(shí)驗(yàn)儀器的使用規(guī)范。、托盤天平的使用規(guī)范圖托盤天平是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的基本儀器之一。由托盤、橫 梁、平衡螺母、刻度尺、指針、刀口、底座、分度標(biāo)尺、游 碼、祛碼等組成。主要用于中學(xué)物理的 質(zhì)量的測(cè)量、密度的測(cè) 量等實(shí)驗(yàn)中。精確度高的還有 物理天平、電子天平等。具體使用規(guī)范如下：1托盤天平稱量前，先把游碼撥零點(diǎn)，觀察天平是否平； 不平應(yīng)調(diào)節(jié)平衡螺母。2 .稱量物體時(shí)左盤放稱物，右盤放祛碼。對(duì)于潮、腐藥 品的稱量要用器皿盛放3 移動(dòng)游碼時(shí)要左手扶住標(biāo)尺左端，右手用鏡子輕輕撥動(dòng)游碼；4,稱取一定質(zhì)量的固體粉末時(shí)，右盤中放

6、入一定質(zhì)量的祛碼，不足用游碼補(bǔ)充。質(zhì)量確定好后，在左盤中放入固體物質(zhì)，往往在接近平衡時(shí)加入藥品的量難以掌握，這時(shí)應(yīng)用右手握持盛有藥品 的藥匙，用左手掌輕碰右手手腕，使少量固體濺落在左盤里逐漸達(dá)到平衡。5,若不慎在托盤上放多了藥品，取出后不要放回原瓶，要放在指定的容器中二、刻度尺的使用規(guī)范 刻度尺是 測(cè)量物體長(zhǎng)度的工具，刻度尺的分度 值一般為I mm?？潭瘸邷y(cè)量長(zhǎng)度是物理 實(shí)驗(yàn)的基本技能，也是其他測(cè)量?jī)x器 正確讀數(shù)的基礎(chǔ)。© C* to 20 ， e 8 * 工 3 以 FQ 疝T) ,力足X 弋* S 0 的勢(shì) W :，令1不» X ：珀M IP俯傲a f 油爾UK (7&

7、#169;IO 29 X 4? W 以rc ；.X ' L 上8 * Kd 尢。20 EC 241 lio & t.X 飛:» XjO& Q具體使用規(guī)范如下：1使用前做到三看，即首先看刻度尺的零刻度是否磨損，如已磨損則應(yīng)重選一個(gè)刻 度值作為測(cè)量 的起點(diǎn)。其次看刻度尺的測(cè)量范圍（即量程）。原則上測(cè)長(zhǎng)度要求一次測(cè)量，如果測(cè)量范圍小于實(shí)際 長(zhǎng)度，勢(shì)必要移動(dòng)刻度尺測(cè)量若干次，貝U會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。最后應(yīng)看刻度尺的最小刻度值。2.使用時(shí)應(yīng)注意正確放置和正確觀察。正確放置的關(guān)鍵是做到：尺邊對(duì)齊被測(cè)對(duì)象，必須放 正重合，不能歪斜；尺的刻面必須緊貼被測(cè)對(duì)象，不能“懸空”。正確

8、觀察的關(guān)鍵是視線在終端刻度 線的正前方，視線與刻面垂直，看清大格及小格數(shù)。3-讀數(shù)時(shí)一般情況下應(yīng)估讀到最小刻度值的下一位。三、游標(biāo)卡尺的使用規(guī)范游標(biāo)卡尺也是力學(xué)實(shí)驗(yàn)基本儀器之一。它是一 , b種測(cè)量長(zhǎng)度、內(nèi)外徑、深度的量具。游標(biāo)卡尺由主 "尺和附在主尺上能滑動(dòng)的游 標(biāo)兩部分構(gòu)成。主尺一 一.二'般以毫米為單位，而 游標(biāo)上則有10、20或50個(gè)分 格，根據(jù)分格的不同，游標(biāo)卡尺可分為十分度游標(biāo) 卡尺、二十分度游標(biāo)卡尺、五十分度格游標(biāo)卡尺 等。游標(biāo)卡尺的主尺和游標(biāo)上有兩副活動(dòng)量 爪，分別是內(nèi)測(cè)量爪和外測(cè)量爪，內(nèi)測(cè)量爪 通常用來測(cè)量?jī)?nèi)徑，外測(cè)量爪通常用來測(cè)量長(zhǎng)度和外徑 具體使用規(guī)范如

9、下：圖1-31 .使用前要用軟布將量爪擦干凈，使其并攏，查看游標(biāo)和主尺身的零刻度線是否對(duì)齊。如果對(duì)齊就可以進(jìn)行測(cè)量：如沒有對(duì)齊則要記取零誤差：游標(biāo)的零刻度線在尺 身零刻度線右側(cè)的叫正零誤差，在尺身零刻度線左側(cè)的叫負(fù)零誤差。2 .測(cè)量時(shí)，右手拿住尺身，大拇指移動(dòng)游標(biāo)，左手拿待測(cè)外徑（或內(nèi)徑）的物體，使待測(cè)物位 于外測(cè)量爪之間，當(dāng)與量爪緊緊相貼時(shí)，即可讀數(shù)3使用后用棉紗擦拭干凈。長(zhǎng)期不用時(shí)應(yīng)將它擦上黃油或機(jī)油，兩量爪合攏并擰緊緊固螺釘，圖1-4放入卡尺盒內(nèi)蓋好。四、螺旋測(cè)微計(jì)的使用規(guī)范螺旋測(cè)微器又稱千分尺、螺旋測(cè)微儀、分厘卡，是比游標(biāo) 卡尺更 精密的測(cè)量長(zhǎng)度的工具，用它測(cè)長(zhǎng)度可以準(zhǔn)確到0.01mm

10、測(cè)量范圍為幾 個(gè)厘米具體使用規(guī)范如下：1使用前要了解螺旋測(cè)微器的構(gòu)造及活動(dòng)刻度與固定刻度的意義，并且應(yīng)注意是否存在零誤差， 若有請(qǐng)教師調(diào)整。2.測(cè)量時(shí)，在測(cè)微螺桿快靠近被測(cè)物體時(shí)應(yīng)停止使用旋鈕，而改用微調(diào)旋鈕，避免產(chǎn)生過大 的壓力，既可使測(cè)量結(jié)果精確，又能保護(hù)螺旋測(cè)微器。3-在讀數(shù)時(shí)，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻線是否已經(jīng)露出。4 .當(dāng)小砧和測(cè)微螺桿并攏時(shí)，可動(dòng)刻度的零點(diǎn)與固定刻度的零點(diǎn)不相重合，將出現(xiàn)零誤差，應(yīng) 加以修正，即在最后測(cè)長(zhǎng)度的讀數(shù)上去掉零誤差的數(shù)值。5 .用畢要放松固定栓，將活動(dòng)砧與固定砧合攏，但不可用力，接觸即可。五、彈簧秤的使用規(guī)范 彈簧測(cè)力計(jì)是中學(xué)物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常出現(xiàn)

11、儀器，主要用于力的大小的測(cè)量。具體使用規(guī)范如下：1 .測(cè)量前要看彈簧秤的量程、彈簧秤的靈敏度及彈簧秤的零 點(diǎn)讀數(shù)，校準(zhǔn)零點(diǎn)或依零點(diǎn)讀數(shù)修正測(cè)量結(jié)果。2 .使用時(shí)要知道彈簧秤的指針需與刻度線平行，彈簧秤的軸 線方向與力的作用線方向一致，會(huì)依儀器精密度按有效數(shù)字讀數(shù)并 記錄。3,使用時(shí)要注意不能使彈簧秤長(zhǎng)久受力，以免引起彈性疲勞。圖15六、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用規(guī)范打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種測(cè)量時(shí)間的工具。如果運(yùn)動(dòng)物體帶動(dòng)的紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在紙帶上打下的點(diǎn)就記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間， 紙帶上的點(diǎn)也相應(yīng)的表示出了運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置。研究紙 帶上的各點(diǎn)間的間隔，就可分析物體的運(yùn)動(dòng)狀況。具體使用規(guī)范如下：1 .是

12、交流電源，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電壓是 計(jì)時(shí)器電壓是220V。圖1-6打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源4-6V;電火花打點(diǎn)2 .打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上應(yīng)打出輕重合適的小圓點(diǎn)，如遇到打出的是小橫線、重復(fù)點(diǎn)或點(diǎn)跡不清 晰，應(yīng)調(diào)整振針距復(fù)寫紙片的高度，使之大一點(diǎn)。3 .復(fù)寫紙不要裝反，每打完一條紙帶，應(yīng)調(diào)整一下復(fù)寫紙的位置，若點(diǎn)跡不夠清晰，應(yīng)考慮更 換復(fù)寫紙。54 紙帶應(yīng)捋平，減小摩擦，從而起到減小誤差的作用。5 使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定后再放開紙帶。6 .使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，還應(yīng)注意把兩條白紙帶正確穿好，墨粉紙盤夾在兩紙帶之間；使用 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶通過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面。7 處理紙帶數(shù)據(jù)

13、時(shí)，密集點(diǎn)的位移差值測(cè)量起來誤差大，應(yīng)舍去；一般以五個(gè)點(diǎn)為一個(gè)計(jì)數(shù) 點(diǎn)。8 描點(diǎn)作圖時(shí)，應(yīng)把盡量多的點(diǎn)連在一條直線（或曲線）上不能連在線上的點(diǎn)應(yīng)分居在線的 兩側(cè)。誤差過大的點(diǎn)可以舍去。9 打點(diǎn)器不能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作。每打完一條紙帶后，應(yīng)及時(shí)切斷電源。待裝好紙帶后，再次 接通電源并實(shí)驗(yàn)。10 .在實(shí)驗(yàn)室使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，先將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，然后接通電源圖17七、氣墊導(dǎo)軌的使用規(guī)范氣墊導(dǎo)軌是一種現(xiàn)代化的力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器。它利用小型 氣源將氣體壓縮空氣送入導(dǎo)軌內(nèi)腔?？諝庠儆蓪?dǎo)軌表面上的 小孔中噴出，在導(dǎo)軌表面與滑行器內(nèi)表面之間形成很薄的氣 墊層?；衅骶透≡跉鈮|層上，與軌面脫離接觸，因而能 在軌

14、面上做近似無阻力的直線運(yùn)動(dòng)，極大地減小了以往在力 學(xué)實(shí)驗(yàn)中由于摩擦力引起的誤差，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果接近理論值。 結(jié)合打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、光電門、閃光照相等，測(cè)定多種力學(xué)物理 量和驗(yàn)證力學(xué)定律。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證動(dòng) 量守恒定律，研究彈簧振子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，研究物體的加速度等。具體使用規(guī)范如下：1.使用前先用酒精擦拭，清除灰塵。要墊好塑料墊，然后調(diào)平，左右盡量保持高度一致，否 則會(huì)增大誤差。2使用氣墊導(dǎo)軌時(shí)先通空氣，再放小車。3.使用氣墊導(dǎo)軌后要及時(shí)蓋好，防止落上灰塵。除了導(dǎo)軌，還包括數(shù)字計(jì)時(shí)器和光電門。1 .數(shù)字計(jì)時(shí)器需注意在實(shí)驗(yàn)前先調(diào)整發(fā)光器件和光敏器件的相對(duì)位置，若二者沒有對(duì)準(zhǔn)則不能 計(jì)時(shí)，同時(shí)需

15、手動(dòng)“復(fù)位”,顯示“ 0”后才可開始遮光計(jì)時(shí)。2 .光電門一邊為發(fā)光裝置，一邊安裝接收裝置并與計(jì)時(shí)裝置連接。當(dāng)物體通過光電門時(shí)光被擋 住計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，當(dāng)物體離開時(shí)停止計(jì)時(shí)，這樣就可以根據(jù)物體大小與運(yùn)動(dòng)時(shí)間計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速 度O八、量筒的使用規(guī)范量筒是用來量取液體的一種玻璃儀器。規(guī)格以所能量度的最大容量（ml）表示，常用的有 10 mL 25mL 50 mL 100 ml、250 ml、500 mL 1000 ml 等。外壁刻 度都是以ml為單位，10 ml量 簡(jiǎn)每小格表示0.2 ml ,而50 ml量筒每小格表示1ml。量筒越大，管 徑越粗，其精確度越小，由視線的偏差所造成的讀數(shù)誤差也越大。

16、所以，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)根據(jù)所取溶液的體 積，盡量選用能一次量取的最小規(guī)格的量筒。分次量取也能引起誤差。具體使用規(guī)范如下：1 使用量筒時(shí)應(yīng)根據(jù)所需量取的液體體積，選用能一次量取即可的最小規(guī)格的量 a ZrA- 同。2 .掉入液體時(shí)應(yīng)口挨口，避免稱量液體外流，接近刻度線時(shí)改用滴管滴加至刻度處。若不慎加 入液體的量超過刻度，應(yīng)手持量筒倒出少量于指定容器中，再用滴管滴至刻度處。3,讀數(shù)時(shí)，視線與液面最低處保持水平。第二節(jié)熱學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器使用規(guī)范熱學(xué)實(shí)驗(yàn)也是中學(xué)物理必不可少的部分之一。對(duì)于中學(xué)熱學(xué)實(shí)驗(yàn)總的來說數(shù)量不是很多，所以 對(duì)于熱學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的使用規(guī)范我們僅列舉了兩個(gè)主要的實(shí)驗(yàn)儀器。即溫度計(jì)和酒 精燈的使用規(guī)范。

17、、溫度計(jì)的使用規(guī)范溫度計(jì)是熱學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的實(shí)驗(yàn)儀器。它可以準(zhǔn)確的判斷和測(cè)量溫度。利用固體、液體、氣體受溫度的影響而熱脹冷縮等的現(xiàn)象為設(shè)計(jì)的依據(jù)。有煤油溫度計(jì)、酒精溫度計(jì)、水銀溫度計(jì)、氣體溫由在箋箋）又H守守O具體的使用規(guī)范如下：1 使用溫度計(jì)前要觀察溫度計(jì)的量程和分度值。要選擇適當(dāng)?shù)臏囟?計(jì)測(cè)量被測(cè)物體的溫度。2-利用溫度計(jì)測(cè)量溫度時(shí)，溫度計(jì)的液泡應(yīng)與被測(cè)物體充分接觸，到 被測(cè)物體的側(cè)壁或底部。3 .讀數(shù)時(shí)，溫度計(jì)不要離開被測(cè)物體，且眼睛的視線應(yīng)與溫度計(jì)內(nèi) 的液面相平。、酒精燈的使用規(guī)范圖19且玻璃泡不能碰酒精燈也是熱學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本實(shí)驗(yàn)儀器之一。它是以酒精為燃料的加熱 工具，由燈體、燈芯管和燈帽

18、組成。酒精燈的加熱溫度400 500 0 Co具體使用規(guī)范如下：1新購(gòu)置的酒精燈應(yīng)首先配置燈芯。燈芯通常是用多股棉紗線擰在一起，插進(jìn)燈芯瓷套管中。燈 芯不要太短，一般浸入酒精后還要長(zhǎng)45cm對(duì)于舊燈，特別是長(zhǎng)時(shí)間未用的燈，在取下燈帽后，應(yīng) 提起燈芯瓷套管，用洗耳球或嘴輕輕地向燈內(nèi)吹一下，以趕走其中聚集的酒精蒸氣。再放下套管檢查 燈芯，若燈芯不齊或燒焦都應(yīng)用剪刀修整為平頭等長(zhǎng)。2-新燈或舊燈壺內(nèi)酒精少于其容積1/2的都應(yīng)添加酒精。酒精不能裝得太滿，以不超過燈壺容 積的2/3為宜。（酒精量太少則燈壺中酒精蒸氣過多，易引起爆燃；酒精量太多則受熱膨脹，易使酒 精溢出，發(fā)生事故。）添加酒精時(shí)一定要借助個(gè)

19、小漏斗，以免將酒精灑出。燃著的酒精燈，若需添加 酒精，必須熄滅火焰。決不允許燃著時(shí)加酒精，否則，很易著火，造成事故。3-新燈加完酒精后須將新燈芯放入酒精中浸泡，而且移動(dòng)燈芯套管使每端燈芯都浸透，然后調(diào) 好其長(zhǎng)度，才能點(diǎn)燃。因?yàn)槲唇^酒精的燈芯，一經(jīng)點(diǎn)燃就會(huì)燒焦。4-點(diǎn)燃酒精燈一定要用燃著的火柴，決不可用燃著的酒精燈對(duì)火。否則易將酒精灑出，引起火 災(zāi)。5 .加熱時(shí)若無特殊要求，一般用溫度最高的外焰來加熱器具。加熱的器具與燈焰的距離要合 適，過高或過低都不正確。與燈焰的距離通常用燈的墊木或鐵環(huán)的高低來調(diào)節(jié)。被加熱的器具必須放在支撐物（三腳架、鐵環(huán)等）上或用以煙鉗、試管夾夾持，決不允許手拿儀器加 熱

20、。6 .加熱完畢或要添加酒精需熄滅燈焰時(shí)，可用燈帽將其蓋滅，蓋滅后需再重蓋一次，讓空氣進(jìn) 入，免得冷卻后蓋內(nèi)造成負(fù)壓使蓋打不開。決不允許用嘴吹滅。不用的酒精燈必 須將燈帽罩上，以免 酒精揮發(fā)。7 .酒精燈不用時(shí)，應(yīng)蓋上燈帽。如長(zhǎng)期不用，燈內(nèi)的酒精應(yīng)倒出，以免揮發(fā)；同時(shí)在燈帽與燈 頸之間應(yīng)夾小紙條，以防粘連。第三節(jié)光學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器使用規(guī)范光學(xué)實(shí)驗(yàn)也是中學(xué)物理必不可少的一部分，這一部分既涉及教師實(shí)驗(yàn)也涉及學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。因 而，這一節(jié)我們將介紹中學(xué)物理基本光學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的使用規(guī)范。、透鏡的使用規(guī)范圖 1-11透鏡是根據(jù)光的折射規(guī)律制成的。是中學(xué)物理光學(xué)實(shí)驗(yàn)中常 見的實(shí)驗(yàn)儀器。它是由透明物質(zhì)（如玻璃、水晶等

21、）制成的一種光 學(xué)元件。具體使用規(guī)范如下：1 .使用透鏡之間，先要觀察透鏡是凸透鏡還是凹透鏡，確選正 擇透鏡。112 .實(shí)驗(yàn)中要愛護(hù)透鏡，不要用手觸摸鏡面，以免影響成像質(zhì)量更不能損壞透鏡。3 -利用透鏡成像時(shí)要注意，透鏡中心與蠟燭焰心，光屏中心放在同一高度。二、干涉儀的使用規(guī)范根據(jù)光的干涉原理制成的一種儀器。將來自一個(gè)光源的兩個(gè)光 束完全分并，各自經(jīng)過不同的光程，然后再經(jīng)過合并，可顯出干涉 條紋。具體使用規(guī)范如下：1. 使用雙縫干涉儀前，首先要把直徑約為10cm長(zhǎng)約Icm圖1T2的遮光筒放在光具座上，筒的一端裝有雙縫，另一端裝有毛玻璃屏。2. 取下雙縫，打開光源，調(diào)節(jié)光源的高度，使它發(fā)出的光束

22、能夠沿著遮光筒的軸線把屏照亮。3. 放好單縫和雙縫，單縫雙縫相互平行，單縫和雙縫間距約為5IOcm使縫相互平 行,中心大致在遮光筒的軸線上，這是在屏上就會(huì)看到白光的雙縫干涉圖樣。第四節(jié)電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器使用規(guī)范中學(xué)物理電學(xué)部分涉及的實(shí)驗(yàn)相對(duì)來說比較多。本節(jié)將重點(diǎn)介紹中學(xué)物理電學(xué)部分常見儀器的 使用規(guī)范。一、學(xué)生電源的使用規(guī)范具有以下幾檔輸出:圖113學(xué)生電源是電學(xué)實(shí)驗(yàn)必不可少的實(shí)驗(yàn)儀器。1 .交流輸出：2-16V,每2V 一擋，共8擋。 輸出電流最大3A,有過載指示。2 .直流輸出：2-16V，每2V一擋，共8擋。 輸出電流最大3A,有過載指示。3 .直流穩(wěn)壓輸出：6V,輸出電流最大300mA電壓穩(wěn)

23、定度在電源電壓變化土10%時(shí)輸出電壓變化WO .3Vo負(fù)載穩(wěn)定度WO .3V, 輸出紋波電壓W 10mV具體使用規(guī)范如下： 1.使用時(shí)先接通電源，指示燈亮，將交直流輸出電壓選擇旋鈕作相應(yīng)轉(zhuǎn)換便可得到8擋交流或直流電源。2.如負(fù)載電流超過3A,過載指示燈亮，應(yīng)立即關(guān)掉電源，故障排除后再開啟電源。3,直流穩(wěn)壓采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，并加有保護(hù)裝置，如輸出短路，即自動(dòng)截止。13圖 1-14二、電流表的使用規(guī)范電流表是電學(xué)實(shí)驗(yàn)常見的儀器之一。在中學(xué)物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中主 要用于電流的測(cè)量。具體的操作規(guī)范如下：1電流表要串聯(lián)使用，不能短路，電流從正接線柱流 入，從負(fù)接線柱流出。2.讀數(shù)時(shí)首先要看所用接線柱，其次要

24、找表盤對(duì)應(yīng)的量程數(shù)，之后看表盤上的最小分度值。3使用時(shí)要注意：如果無法估計(jì)電流大小，就先選用最大的量程把表接入電路，用開關(guān)“試觸”，表的指針不超過量程時(shí)再接通，如果指針指示值較小，可改用小量程測(cè)量使用電流表時(shí)，絕對(duì) 不允許不經(jīng)過用電器而將電流表的兩個(gè)接線柱直接連到電源的兩極 上。導(dǎo)線必須接在接線柱上。每做 完一次實(shí)驗(yàn)，應(yīng)立刻將開關(guān)斷開。圖 1-15、電壓表的使用規(guī)范電壓表是電學(xué)實(shí)驗(yàn)常見的儀器之一。在中學(xué)物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中主要用 于電壓的測(cè)量。具體使用規(guī)范如下：1 .電壓表要并聯(lián)接入電路測(cè)量電壓，電流從正接線柱流入，從負(fù)接 線柱流出。2 .讀數(shù)時(shí)首先要看所用接線柱，其次要找表盤對(duì)應(yīng)的量程數(shù)，之后看表

25、盤上的最小分度值。3使用時(shí)要注意：如果無法估計(jì)電壓大小，就先選用最大的量程把表接入電路，用開關(guān)“試 觸”，表的指針不超過量程時(shí)再接通，如果指針指示值較小，可改用小量程測(cè)量導(dǎo)線必須接在接線柱 ±o每做完一次實(shí)驗(yàn)，應(yīng)立刻將開關(guān)斷開。圖 1-16四、滑動(dòng)變阻器的使用規(guī)范滑動(dòng)變阻器也是中學(xué)物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的實(shí)驗(yàn)器材。其結(jié)構(gòu)如圖176所示，其構(gòu)成一般包括接（1）線柱、（2）滑片、（3）電阻絲、（4）金屬桿和（5）瓷筒等五部分。它在電路中既可以作限流器用，也 可以作分壓器用。在確保安全的條件下，如何選用這兩種不 同的形式，是由電路中的需要來決定的。具體使用規(guī)范如下：1在把滑動(dòng)變阻器作為限流接入

26、電路時(shí)，要選擇一上一下兩個(gè)接線柱串聯(lián)在電路里。2.使用時(shí)要注意：將滑動(dòng)變阻器接入電路時(shí)，要使滑片“ 2”放在阻值最大的位置上，此時(shí)開關(guān) 是斷開的。同時(shí)，所連接的電路中電流不能超過滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流值。五、高壓感應(yīng)圈的使用規(guī)范高壓感應(yīng)圈是工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室中用低壓直流電獲得交變高壓的一種 裝置。它的主要部分是兩個(gè)繞在鐵芯上的絕緣導(dǎo)線線圈，初級(jí)線圈直接繞在 鐵芯上，是比較少的幾匝粗導(dǎo)線線圈，次級(jí)線圈則由多匝細(xì)導(dǎo)線組成。感應(yīng) 圈的初級(jí)線圈中有節(jié)奏地通過斷續(xù)的直 流電。因此，各種電流斷續(xù)器是感應(yīng) 圈的重要部件。具體使用規(guī)范如下：1 .先將轉(zhuǎn)換開關(guān)斷開，接上電源。然后將轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)過節(jié)螺90 &#

27、176;,接通颯門轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)桿，使斷續(xù)器作用，產(chǎn)生正常的火花放電2 .使用時(shí)要注意：感應(yīng)圈每次工作結(jié)束時(shí)，都應(yīng)先將調(diào)節(jié)螺桿退出，再將轉(zhuǎn)換開關(guān)斷開，最 后與電源斷開。感應(yīng)圈的存放不可置于溫度高于 或烘烤，以免封蠟熔化六、多用電表的使用規(guī)范它一般可測(cè)交流電壓（用符號(hào)表示）、直流電壓、直 流電流（用符號(hào)“一”表示）和電阻四樣，它的電阻刻度是不均 勻的，而且左邊是最大的，右邊是0,這與電流和電壓表的標(biāo)法相反。測(cè)量前，應(yīng)先檢查表針是否停在 左端的“ 0”位置，否則，要用小螺絲刀輕輕地 轉(zhuǎn)動(dòng)表盤下邊中 間的調(diào)整定位螺絲，使指針指零。萬用表有兩根測(cè)試筆，將紅表 筆和黑表筆分別插入正（+）、負(fù)（-）測(cè)試筆插孔，測(cè)

28、量時(shí)， 應(yīng)把選擇開關(guān)旋到相應(yīng)的項(xiàng)目和量程上。讀數(shù)時(shí)，要看跟選擇開 關(guān)的擋位相應(yīng)的刻度。具體使用規(guī)范如下：1,測(cè)量電流時(shí)，跟電流表一樣，應(yīng)把萬用表串聯(lián)在被測(cè)電路 里；對(duì)于直流電，還必須使電流從紅表筆流進(jìn)萬用表，從黑表筆 流出來。3 .測(cè)量電壓時(shí)，跟電壓表一樣，應(yīng)把萬用表和被測(cè)部分并40 C以上的地方，？不能曝曬圖118聯(lián)；對(duì)于直流電，必須用紅表筆接電勢(shì)較高的點(diǎn)，用黑表筆接電勢(shì)較低的點(diǎn)。4 .測(cè)量電阻時(shí)，在選擇好選擇開關(guān)的擋位后（它常見有X 3 X10、X100、X 1K四檔，以指針指在當(dāng)中為最佳），要先把兩根表筆相接觸，調(diào)整歐姆擋的調(diào)零旋鈕，使指針指在電阻刻度的零位上（注意，電阻刻度的零位在表盤

29、的右端）。然后再把兩表筆分別與待測(cè)電阻的兩端相接，進(jìn)行測(cè)量（別忘了讀數(shù)要乘上檔位）。換用歐姆擋的另一量程時(shí)，需要重新調(diào)整歐姆擋的調(diào)零旋鈕，才能進(jìn)行測(cè)量。應(yīng)當(dāng)注意，測(cè)量電阻時(shí)待測(cè)電阻要跟別的元件和電源斷 開。測(cè)量時(shí)，注意手不要碰到表筆的金屬觸針，以保證安全和測(cè)量的準(zhǔn)確；使用后，要把表筆從測(cè)試 筆插孔拔出，并且不要把選擇開關(guān)置于歐姆擋，以防電池漏電；長(zhǎng)期不使用時(shí)，應(yīng)把電池取出。七、驗(yàn)電器的使用規(guī)范最常用的金屬箔驗(yàn)電器，它是檢驗(yàn)物體是否帶電的最簡(jiǎn)單的儀 器，構(gòu)造如圖所示。上部是一金屬球，它和金屬桿相連接，金屬桿 穿過橡皮塞，其下端掛兩片極薄的金屬箔，封裝在由金屬桶和玻璃密封的腔內(nèi)。當(dāng)帶電體與金屬小球

30、接 觸時(shí)，箔片因帶同性電荷相排斥而張開。為了避免氣流的影響，金 屬棒和箔片圭寸閉在一個(gè)圭寸閉的腔中，棒與桶間有絕緣材料相 隔。具體使用規(guī)范如下：1.將帶電體靠近儀器上端，由于同種電荷的排斥力使指示器 發(fā)生偏轉(zhuǎn)，它是從力的角度來反映導(dǎo)體帶電的情況。驗(yàn)屯器圖1192、檢驗(yàn)時(shí)，把物體與金屬板接觸，如果物體帶電，就有一部分電荷傳到兩片金屬箔 上，金屬箔 由于帶了同種電荷，彼此排斥而張開，所帶的電荷越多，張開的角度越大；如果物體不帶電，則金屬 箔不動(dòng)。3、當(dāng)已知物體帶電時(shí)，若要識(shí)別它所帶電荷的種類，只要先把這帶電體與金屬球接 觸一下，使 金屬箔張開。然后，再用已知的帶足夠多正電的物體接觸驗(yàn)電器的金屬球，

31、如果金屬箔張開的角度更 大，則表示該帶電體的電荷為正的；反之，如果金屬箔張開的角度減小，或先閉合而后張開，則表示 帶電體的電荷是負(fù)的。1第二章中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范在物理實(shí)驗(yàn)中調(diào)整和操作技術(shù)十分重要。合理的調(diào)整和正確操作對(duì)提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度有直 接影響。本章將具體介紹一些最基本的且具有普遍意義的調(diào)整操作技術(shù)。第一節(jié)零位調(diào)整許多儀器由于裝配不當(dāng)或由于長(zhǎng)期使用和環(huán)境變化等原因，其零位往往已發(fā)生偏離。因此在使用 前都須校正零位。有一類儀器配有零位校準(zhǔn)器，如電表等，可直接調(diào)整零位；另有一類儀器不能或不 易校正零位，如螺旋測(cè)微器等，則可在使用前記下零位讀數(shù)，以便在測(cè)量值中加以修正。第二節(jié)水平、鉛直調(diào)整在

32、實(shí)驗(yàn)中常需對(duì)儀器進(jìn)行水平和鉛直調(diào)整，如儀器工作臺(tái)的水平或立柱需保持鉛直等。調(diào)整時(shí) 可利用水平儀和懸垂進(jìn)行。一般說來需要調(diào)整水平或鉛直的實(shí)驗(yàn)裝置和水平工作臺(tái)在底座都裝有3 個(gè)調(diào)節(jié)螺釘。3個(gè)螺釘?shù)倪B線成正三角形或等腰三角形，如圖2T所示。調(diào)整時(shí)，首先將水平儀放 在與2-3連線平行的AB方向上，調(diào)整螺釘2 （或3）,使2-3連線方向處于水平方向；然后再將水 平儀置于與AB垂直的CD方向，調(diào)節(jié)螺釘1,使工作臺(tái)大致在一個(gè)水平面上；由于調(diào)整時(shí)3個(gè)螺釘作用的相互影響，故這種調(diào)節(jié)須反復(fù)進(jìn)行，直達(dá)到滿意 程度。水平調(diào)整圖圖21第三節(jié)消除讀數(shù)裝置的空程誤差許多儀器（如測(cè)微目鏡、讀數(shù)顯微鏡等）的讀數(shù)裝置都由絲杠一螺

33、母的螺旋機(jī)構(gòu)組成。在剛開 始測(cè)量或開始反向移測(cè)時(shí)，絲杠須轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度才能與螺母嚙合，由此引起的虛假讀數(shù)，稱為空程誤差(這種空程誤差會(huì)由于空程的累積而加大，如邁克耳孫干涉儀的讀數(shù)機(jī)構(gòu))。為 了消除空程誤差，使用時(shí)除了一開始就要注意排除空程外，還須保持整個(gè)讀數(shù)過程沿同一方向行進(jìn)。第四節(jié)儀器的初態(tài)和安全位置許多儀器在正式實(shí)驗(yàn)操作前，需要處于正確的“初態(tài)”和“安全位置”,以便保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn) 行和儀器使用安全。光學(xué)儀器中有許多調(diào)節(jié)螺釘，如邁克耳孫干涉儀動(dòng)鏡和定鏡的調(diào)節(jié)螺釘和光學(xué)測(cè) 角儀中望遠(yuǎn)鏡的俯仰角調(diào)節(jié)螺釘?shù)?，在調(diào)整這些儀器前，應(yīng)先將這些調(diào)整螺釘處于適中狀態(tài)，使其具 有足夠的調(diào)整量。移測(cè)顯微鏡在使用

34、前也應(yīng)使顯微鏡處于 主尺的中間位置。在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中則需要考慮一個(gè)安全位置。例如連好線路而未合開關(guān)接通電源前，應(yīng)使 電源處于 最小電壓輸出位置，使滑線變阻器組成的制流電路處于電路電流最小狀態(tài)和組成的分壓電路處于電壓 輸出最小狀態(tài)；電路平衡調(diào)節(jié)前，要使接入指零儀器的保護(hù)電阻處于阻值最大位置，等等。電路的安 全位置不僅保護(hù)了儀器的安全，還能使實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。第五節(jié)逐次逼近調(diào)整“反向逐次逼近”調(diào)節(jié)法是使儀器裝置較快調(diào)整到規(guī)定狀態(tài)的一種方法?？稍谔炱健㈦姌?、電 位差計(jì)等平衡調(diào)節(jié)中應(yīng)用，也可在光路共軸調(diào)整、分光計(jì)調(diào)整中應(yīng)用。例如，輸入量為Xi時(shí)，指零器 左偏若干格，輸入第二個(gè)量X2時(shí)應(yīng)使指零器右偏若干格，這樣

35、就可以判定指零的平衡位置對(duì)應(yīng)的輸 入量X應(yīng)在X.V XV X2范圍內(nèi)。然后輸入X3 (X2<X3< X.), X3的大小約為,再輸入X4 ( X2 < X4< X3), X4大小約為)(7-L'2°如此反向逐33次逼近就會(huì)很快找到平衡點(diǎn)。第六節(jié)消視差調(diào)節(jié)在光學(xué)實(shí)驗(yàn)中，像與叉絲(或分劃板標(biāo)尺)不在一個(gè)平面上的情況經(jīng)常出現(xiàn)。此時(shí)，若眼睛在觀 察位置左右或上下的移動(dòng)，即可見像和叉絲的相對(duì)位置也隨之變動(dòng)，這就是視差現(xiàn)象。如同日常用尺 量物，尺和物必須貼緊才能測(cè)量準(zhǔn)確的道理一樣，在光路中為了準(zhǔn)確定位和測(cè)量，必須把像與叉絲或 分劃板標(biāo)尺調(diào)到一個(gè)平面上，即作消視差調(diào)

36、節(jié)。在比較像與叉絲二者離眼睛的遠(yuǎn)近時(shí)，可據(jù)下述實(shí)驗(yàn) 規(guī)律作出判斷：把自己左右手的食指伸直，一前一后立在視平線附近，眼睛左右移動(dòng)時(shí)即可看出，離 眼近者，其視位置變動(dòng)與眼睛移 動(dòng)方向相反，而離眼遠(yuǎn)者，其視位置變動(dòng)與眼睛移動(dòng)方向相同。第三章中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理規(guī)范第一節(jié)誤差分析物理實(shí)驗(yàn)中，絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)都涉及到物理量的測(cè)量和物理規(guī)律的研究，要求學(xué)生能應(yīng)用所選擇 的合適儀器，盡可能獲得令人滿意的結(jié)果。一個(gè)待測(cè)物理量，在客觀上具有真值。但由于受到測(cè)量?jī)x 器、測(cè)量方法、測(cè)量條件和觀察者生理反應(yīng)能力、操作水平等因素的限制，測(cè)得的結(jié)果只可能是一個(gè) 近似值。測(cè)量值與真值之差稱為絕對(duì)誤差，簡(jiǎn)稱誤差，即誤差=測(cè)量值-

37、真值。在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行測(cè)量和 數(shù)據(jù)處理時(shí)，都應(yīng)著眼于減少誤差，盡可能使實(shí)驗(yàn) 結(jié)果接近真值。誤差產(chǎn)生的原因是多方面的，從誤 差的性質(zhì)和來源上可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩大類。實(shí)驗(yàn)中常用精密度、準(zhǔn)確度和精確度來評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果中誤差的大小。這三個(gè)概念的涵義不同， 應(yīng)加以區(qū)別。精密度表示測(cè)量結(jié)果中偶然誤差大小的程度。精密度高是指在多次測(cè)量中，數(shù)據(jù)的離散 性小，偶然誤差小。準(zhǔn)確度表示測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差大小的程度。準(zhǔn)確度高表示多次測(cè)量數(shù)據(jù)的平均 值偏離真值的程度小，系統(tǒng)誤差小。精確度是對(duì)測(cè)量結(jié)果中系統(tǒng)誤差和偶然誤差大小的綜合評(píng)價(jià)。精 確度高是表示在多次測(cè)量中，數(shù)據(jù)比較集中，且逼近真值，即測(cè)量結(jié)果中的系統(tǒng)誤差和偶然

38、誤差都比 較小。另外，在評(píng)價(jià)測(cè)量結(jié)果時(shí)，常用到精度這個(gè)概念。精度是一個(gè)泛指的概念，有時(shí)，它是表示系 統(tǒng)誤差的大小，即準(zhǔn)確度的高低；有時(shí)它是表示偶然誤差的大小，即精密度的大??；同時(shí)，它也可用 來綜合評(píng)定系統(tǒng)誤差和偶然誤差的大小，即表示測(cè)量結(jié)果的精確度。一、偶然誤差處理1測(cè)量結(jié)果的最佳值一一多次測(cè)量取平均值對(duì)某一物理量進(jìn)行測(cè)量時(shí)，最好進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量。根據(jù)多次重復(fù)測(cè)量的結(jié)果，可能獲得一個(gè)最接近真值的最佳值。在相同條件下，對(duì)某物理量X進(jìn)行了n次重復(fù)測(cè)量，其測(cè)量值分別為Xi, x21, Xno用X表示它們的算術(shù)平均值(簡(jiǎn)稱平均值)，得：-11 nX (Xi X2Xn) Xinn i #當(dāng)測(cè)量次數(shù)無限增

39、多時(shí)，根據(jù)偶然誤差的性質(zhì)可以證明：該平均值將無限接近于真值。所以， 平均值X又稱為測(cè)量結(jié)果的最佳值，常把它作為測(cè)量的結(jié)果。2.算術(shù)平均絕對(duì)誤差真值無法得到，誤差也就無法估算。由于平均值是最佳值，可以把它作為近真值來估算誤差。 一般定義測(cè)量值與平均值之差為“偏差”或“離差”，它們與誤差是有區(qū)別的。然而當(dāng)測(cè)量次數(shù)很多 時(shí)，“偏差”會(huì)接近誤差。在以下討論中，不去嚴(yán)格區(qū)分“偏差”和誤差，把它們統(tǒng)稱為誤差。在多次重復(fù)測(cè)量中，每次測(cè)量值與平均值的差，取絕對(duì)值，用 AX表示，則有nAxi = Xi - x jixA = X2 X，八 % = X. X. n稱 X （平均）為算術(shù)平均絕對(duì)誤差，簡(jiǎn)稱為算術(shù)平均誤

40、差或平均絕對(duì)誤差。測(cè)量結(jié)果表達(dá)式可寫 為X=X 二 X二、系統(tǒng)誤差處理系統(tǒng)誤差的消除和修正是指使其影響減小到儀器測(cè)量的精度以內(nèi)。否則，精確的測(cè)量便失去意 義。下面介紹對(duì)于系統(tǒng)誤差進(jìn)行消除和修正時(shí)常采用的幾種方法。1 .修正法對(duì)于有些零值誤差，如千分尺使用時(shí)間較長(zhǎng)后產(chǎn)生的磨損，可引入一個(gè)修正值，在測(cè)量時(shí)進(jìn)行 修正。對(duì)于儀器的示值誤差，可通過與高精度儀器比較，或根據(jù)理論分析導(dǎo)出修正值，予以修正。2 .交換法在測(cè)量中對(duì)某些條件（如被測(cè)物的位置）進(jìn)行交換，使產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因?qū)y(cè)量結(jié)果起相反 的作用。例如，為了消除天平不等臂誤差，可采用“復(fù)秤法”，即交換被測(cè)物和祛碼的位置再測(cè)一 次，取兩次結(jié)果的平均值

41、。3 .補(bǔ)償法例如在量熱學(xué)實(shí)驗(yàn)中，采用加冰降溫，使系統(tǒng)的初溫低于環(huán)境溫度而吸熱，以補(bǔ)償在升溫時(shí)的 熱損失。4-對(duì)于實(shí)驗(yàn)中，由于方法（例如伏安法測(cè)電阻）或人員（例如觀測(cè)者對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)習(xí)慣偏向一 方）引起的系統(tǒng)誤差，應(yīng)逐項(xiàng)進(jìn)行分析、并予以修正。第二節(jié)有效數(shù)字及其運(yùn)算規(guī)則、儀器正確測(cè)讀的原則儀器正確測(cè)讀的原則是：讀出有效數(shù)字中可靠數(shù)部分是由被測(cè)量的大小與所用儀器的最小分度來決定?？梢蓴?shù)字由介于兩個(gè)最小分度之間的數(shù)值進(jìn)行估讀，估讀取數(shù)一位（這一位是有誤差的）。對(duì)于標(biāo)明誤差的儀器，應(yīng)根據(jù)儀器的誤差來確定測(cè)量值中可疑數(shù)的位置。測(cè)量 結(jié)果的有效數(shù)字由誤差確定。不論是直接測(cè)量還是間接測(cè)量，其結(jié)果的誤差一般只取一

42、位。測(cè)量結(jié)果 有效數(shù)字的最后一位與誤差所在的一位對(duì)齊。、關(guān)于“0”的問題關(guān)于“0”的問題：有效數(shù)字的位數(shù)與十進(jìn)制的單位變換無關(guān)。末位"0"和數(shù)字中間 的“0”均屬于有效數(shù)字。如23. 20cm ; 10.2V等，其中出現(xiàn)的“ 0”都是有效數(shù)字。小數(shù)點(diǎn)前面出現(xiàn)的“ 0”和它之后緊接著的“ 0”都不是有效數(shù)字。三、數(shù)值表示的標(biāo)準(zhǔn)形式數(shù)值表示的標(biāo)準(zhǔn)形式是用10的方幕來表示其數(shù)量級(jí)。前面的數(shù)字是測(cè)得的有效數(shù)字，并只保 留一位數(shù)在小數(shù)點(diǎn)的前面。第三節(jié)數(shù)據(jù)處理方法一、列表法在記錄和整理數(shù)據(jù)時(shí)，常常把數(shù)據(jù)列成表格，可以簡(jiǎn)明地表示有關(guān)物理量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以 便得出正確的結(jié)論或獲得經(jīng)驗(yàn)公式

43、。在列表處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)做到：1 .簡(jiǎn)單明了，便于看出有關(guān)量之間的關(guān)系。2 .表明所列表格中各符號(hào)所代表的物理量，寫明其單位。物理量的單位應(yīng)寫在標(biāo)題 欄目中，不 要重復(fù)地寫在各個(gè)數(shù)值的后面。3 .表格中的數(shù)據(jù)要正確反映被測(cè)物理量的有效數(shù)字。4 .必要時(shí)可以加注說明所列表中數(shù)據(jù)的其它情況。5 .寫清表名、實(shí)驗(yàn)日期。二、作圖法物理實(shí)驗(yàn)中得出的一系列數(shù)據(jù)，若用圖線來表示，可以比較直觀地表達(dá)所測(cè)物理量 之間的關(guān)系。有時(shí)還可以不通過計(jì)算讀得某種情況下各物理量的對(duì)應(yīng)關(guān)系值。如果圖線是根據(jù)許多 數(shù)據(jù)點(diǎn)描出的光滑曲線，則作圖法具有求出多次測(cè)量值平均效果的作用，并能對(duì)平均值進(jìn)行修正。圖 線還可以幫助發(fā)現(xiàn)個(gè)別觀測(cè)

44、量的錯(cuò)誤，并可通過圖線對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行分析。有的情況下，能簡(jiǎn)便地從 圖線中求出實(shí)驗(yàn)所需的某些結(jié)論。用圖示法表達(dá)物理量之間的關(guān)系，要注意以下作圖方法。1 .要作好一張實(shí)驗(yàn)圖線，首先要選擇合適的圖紙，最常用的圖紙是直角坐標(biāo)紙。圖紙的大小， 原則上以不損失實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效數(shù)字和能包括所有的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)為最低限度，即圖紙上最小分格至少應(yīng)與 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中最后一位準(zhǔn)確數(shù)相當(dāng)。2 .合理選軸，正確分度。一般以自變量為橫軸、因變量為縱軸，并且順軸的方向注明該軸所代 表的物理量和單位。坐標(biāo)軸確定以后，還要在軸上均勻地標(biāo)明坐標(biāo)分度，分度應(yīng)使每一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值 能迅速方便地讀出，并應(yīng)使作出的圖線比較對(duì)稱地充滿整個(gè)圖紙而 不偏于一

45、邊或一角。坐標(biāo)的起點(diǎn)可 以不從零開始，兩軸的比例也可以不同。3 .正確標(biāo)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)。測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)常用“符號(hào)標(biāo)出，并使交叉處正好落在數(shù)據(jù)點(diǎn)±o4 .連接實(shí)驗(yàn)圖線。連接實(shí)驗(yàn)圖線有兩種方法：一種是直接將各點(diǎn)用直線連接起來，成為一條折 線。這一般在數(shù)據(jù)點(diǎn)過少，并且自變量和因變量的關(guān)系難以確定時(shí)采用。多數(shù)情況下，由于物理量之 間的關(guān)系在某一定范圍內(nèi)是連續(xù)的，因此應(yīng)根據(jù)圖上各數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布和趨勢(shì)，作出一條連續(xù)且光滑的 曲線或直線。由于實(shí)驗(yàn)有一定的誤差，所以圖線不一定 要通過每一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，只要求它們離圖線很近且勻稱，合理地分布在圖線兩側(cè)。5-圖注和說明。作完圖后，在圖紙上明顯的位置標(biāo)明圖名、作

46、者和作圖日期。有時(shí) 還可附上簡(jiǎn) 要的說明，如實(shí)驗(yàn)條件、數(shù)據(jù)來源等。三、逐差法逐差法是對(duì)等間距測(cè)量的有序數(shù)據(jù)進(jìn)行逐項(xiàng)或相等間隔項(xiàng)相減得到結(jié)果。它計(jì)算簡(jiǎn)便，并可充 分利用測(cè)量數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，總結(jié)規(guī)律，是物理實(shí)驗(yàn)中常用的數(shù)據(jù)處理方 法之一。在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，雖然沒有提出逐差法這個(gè)名詞，但在許多地方都用到了這種數(shù)據(jù) 處理方 法。如在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，在驗(yàn)證質(zhì)量一定情境下a與F的關(guān)系時(shí)，用二“二"求出各個(gè)加速度，然后取平均值，用的就是逐差法。 3T1逐差法應(yīng)用說明(以拉伸法測(cè)彈簧的勁度系數(shù)為例)設(shè)實(shí)驗(yàn)中等間隔地在彈簧下加祛碼(如每次加1g),共加9次，分別記下對(duì)應(yīng)的彈簧下 端點(diǎn)的位

47、 置 L。、L、, L9o現(xiàn)計(jì)算每加lg祛碼時(shí)彈簧的平均伸長(zhǎng)量，由下式：ai ALi +% +,+ L9 9(Li -L。)J - Li)(1 9 - l 8)_ L9 -L。_99則知中間的測(cè)量值全部被抵消了，這樣就不能充分利用測(cè)量數(shù)據(jù)了。為保證多次測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)，只要在數(shù)據(jù)處理方法上作一些組合，則仍可達(dá)到多次測(cè)量減小誤 差的目的。因此可將等間隔所測(cè)量的值分成前后兩組，前一組為L(zhǎng)。到L4 ,后一組為L(zhǎng)a到1»9。隔 4 項(xiàng)逐差得： L , L =Ls Lo, L ,5=L9 L41 4再取平均值：工=7(L& i- Li)5 7由此可見，與上面一般求平均值的方法不同，這時(shí)每個(gè)數(shù)

48、據(jù)都派上用場(chǎng)了(當(dāng)然，這里的L是增加5g祛碼時(shí)彈簧的平均伸長(zhǎng)量)。故對(duì)應(yīng)項(xiàng)逐差可充分利用測(cè)量數(shù)據(jù)，具有 對(duì)數(shù)據(jù)求平 均和減小誤差的目的。2 .逐差法應(yīng)用條件 (1)自變量X是等間距變化的。M(2)被測(cè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系形式可以寫成X的多項(xiàng)式，即廣；aXm =03 .用逐差法求y=ao+ax的系數(shù)a。、a(設(shè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)共有21 (偶數(shù))組，即X,、X?、，Xz| ,對(duì)應(yīng)的有 yi、y2x , x y2|。且 X作等間距變化，則有:yi =a° +a 1 （X。+ 占 x） y2 二a0 +a（Xo +2Ax）t/o I co -4-0 i x/ -4-0 I 44lAyi = y |

49、一 y i = a（ I Ax隔（I 1）項(xiàng)逐差，則有：fEy I = y? I y I - ai I. : X故揄平均值為：石，2 7| y | Ax | AXy由式及式可求出系數(shù)a。的平均值，-.2| 2| a。 C y -a A Xi） 2 i -7 i J四、最小二乘法把實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過前面的作圖法，固然可以求出函數(shù)關(guān)系，表示出某種物理規(guī)律，但是由圖像求 出的方程一一函數(shù)關(guān)系，不如用測(cè)量數(shù)據(jù)直接求函數(shù)關(guān)系更合理、準(zhǔn)確、方便，在圖線的繪制上往往 帶有較大的任意性，所得的結(jié)果也常常因人而異，而且很難對(duì)它作進(jìn)一步的誤差分析。為了克服這些 缺點(diǎn)，希望從實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)求經(jīng)驗(yàn)方程（函數(shù)關(guān)系）。在數(shù)理統(tǒng)計(jì)中

50、研究了直線的擬合問題，此類問題稱為方程的回歸問題。最小二乘法是總結(jié)經(jīng)驗(yàn)公式的最常用方法之一。它是由一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)找出一條最佳的擬合直線 （或曲線）的常用方法，所得的變量之間的相關(guān)函數(shù)關(guān)系稱為回歸方程。所以最小二乘法線性擬合 也稱為最小二乘法線性回歸。附錄1:中學(xué)物理典型實(shí)驗(yàn)（初中物理部分）、二力平衡實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫J(rèn)識(shí)二力平衡的條件。實(shí)驗(yàn)原理：二力平衡原理。實(shí)驗(yàn)器材：帶羊眼圈的小木塊（6厘米8厘米2厘米）（參看圖1）,測(cè)力計(jì)2支，亥IJ度 尺，粉筆，小車，線，定滑輪2個(gè)，等質(zhì)量小盤2個(gè)，祛碼若干。實(shí)驗(yàn)步驟：1 在實(shí)驗(yàn)桌上用粉筆劃一條直線，直線兩端桌子邊緣處安上兩個(gè)定滑輪。將小車放在直線中 段，用粉筆在

51、桌面上畫出小車的四邊。然后將小車兩端用線系好繞過定滑輪后下端各吊一個(gè)質(zhì)量相等 的小盤。往兩個(gè)小盤里分別放上質(zhì)量不相等的祛碼，可看到小車向祛碼較重的一方運(yùn)動(dòng)。圖12 .往兩個(gè)小盤里放上質(zhì)量相等的祛碼，可看到小車保持靜止（圖2） o這時(shí)小車受到的兩個(gè)小盤及其所載通碼的重力相等。這樣，又可以得出上述的二力平衡條件。咚4羊眼1 «* AJ圖23 .將小車一端撤去掛線及重物，換成用手握持測(cè)力計(jì)。讓小車保持靜止，記下測(cè)力計(jì)示數(shù)。 然后用測(cè)力計(jì)測(cè)出另一端小盤及掛線和祛碼的總重，可看到兩次讀數(shù)相等，由此 再一次證實(shí)了二力 的平衡條件。、做功過程就是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄抗湍芰康年P(guān)系。實(shí)

52、驗(yàn)原理：能量守恒原理。實(shí)驗(yàn)器材：一端圭寸閉的銅管一個(gè)、橡皮塞一個(gè)、粗棉繩一根、乙醴、鐵夾一個(gè)。 實(shí)驗(yàn)步驟：1 .先將銅管固定在鐵夾上如圖32 .在銅內(nèi)注入約1/3管高的乙醴，蓋上橡皮塞，不要塞太緊3,把棉繩套在銅管上，雙手反復(fù)拉動(dòng)棉繩使銅管變熱，繼續(xù)摩擦銅管即可看到橡皮塞跳出。圖3注意事項(xiàng):1 .乙醴易燃，使用時(shí)注意安全2 .實(shí)驗(yàn)完畢將乙醴倒入原瓶。三、阿基米德定律實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證阿基米德定律。實(shí)驗(yàn)儀器：阿基米德定律演示器，自制圓柱體，小石塊，染色水，煤油，自制的“氣體的浮力 實(shí)驗(yàn)裝置”。實(shí)驗(yàn)步驟：1 重做“浮力的大小”一節(jié)實(shí)驗(yàn)，復(fù)習(xí)“圓柱體排開水的體積與浸入水中體積相等”的結(jié) 論。2-在測(cè)力計(jì)

53、與圓柱體之間加掛塑料小桶，按圖4分步進(jìn)行演示，觀察圓柱體浸入水中前，浸 入一部分（如1/2）、全部浸沒和每次浸入后圓柱體排開的水倒入塑料小桶時(shí)，測(cè)力計(jì)上視重的變 化，得出圓柱體所受浮力的大小等于圓柱體排開的水重。3-用自制圓柱體取代塑料圓柱體重做一次，觀察測(cè)力計(jì)視重的變化，再次證明浮力的大小跟圓 柱體自身的材料性質(zhì)無關(guān)。4將水換成煤油，觀察圓柱體浸入前、浸沒后和圓柱體排開的煤油倒入塑料小瓶，測(cè)力計(jì)上視 重的變化，得出圓柱體所受浮力的大小跟排開的液體的密度有關(guān)；浮力的大小等于圓柱體排開的煤 油重，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生將結(jié)論中的“水”改為“液體”。5-用細(xì)線系住小石塊取代圓柱體，重復(fù)做一遍，使結(jié)論中的“圓

54、柱體”擴(kuò)展為任意形狀的一般 物體。乙業(yè)精寸；巴杠桿；氛 空心 %; 4* %二%m%i; 5.水槽“6-用圖5裝置演示物體在氣體中所受浮力的大小。調(diào)節(jié)重物，使杠桿平衡在燒瓶中放入石灰 石，注入鹽酸，把發(fā)生的二氧化碳?xì)怏w用橡皮管注入水槽，當(dāng)水槽內(nèi)充滿二氧 化碳?xì)怏w時(shí)，觀察密 封紙筒受到二氧化碳?xì)怏w的浮力而浮起，杠桿失去平衡。再把二氧化碳?xì)怏w注入上面的空心紙桶 內(nèi)，當(dāng)注滿時(shí)，杠桿又恢復(fù)平衡。說明浸入二氧化碳?xì)怏w的密 封紙桶，受到二氧化碳?xì)怏w的浮力， 浮力的大小等于排開的二氧化碳?xì)怏w受到的重力。注意事項(xiàng)1實(shí)驗(yàn)方法要交代清楚，不要一開始就把全套儀器端出來，先不掛小桶演示，再加 掛小桶演 示，要指出加掛

55、小桶的意圖；要演示圓柱體的體積與塑料小桶的容積相等；要說明溢水杯的作用； 要指出浸入體積與排開體積和浮力大小與排開液體（氣體）受到的重力之間的數(shù)量關(guān)系。學(xué)生對(duì)實(shí) 驗(yàn)裝置、原理、方法、步驟明確了解是本實(shí)驗(yàn)收到預(yù)期效果的關(guān)鍵，教師必須交代清楚。2-實(shí)驗(yàn)層次要分明。如浸入前、底面剛接觸液面、浸入一部分、全部浸沒、浸沒在不同深度、 沉到底部，每步都要有明確的觀察重點(diǎn)，有意澄清一些錯(cuò)覺，得出準(zhǔn)確結(jié)論。2四、不同物質(zhì)的比熱容不同實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄坎煌镔|(zhì)的吸熱本領(lǐng)是否相同。實(shí)驗(yàn)原理：1、不同的物質(zhì)吸收熱量的本領(lǐng)不同；2、知道什么是物質(zhì)的比熱容；3、研究質(zhì)量相 同的不同物質(zhì)升高相同溫度吸收熱量的不同，要采取控制

56、變量法。實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺(tái)兩個(gè)，500ml的燒杯兩個(gè)，相同規(guī)格的加熱器兩個(gè)，攪拌器兩個(gè)，秒表，量 筒，水，煤油，溫度計(jì)兩支。實(shí)驗(yàn)步驟：取兩個(gè)相同的燒杯，甲杯里裝400克水，乙杯里裝200克水，使它們都處于室溫，給它們加熱 到沸騰，觀察加熱的時(shí)間是否相同。然后取同樣多的水400克，甲杯加熱到100C乙杯加熱到80。C,觀察加熱的時(shí)間是 否相同。取400克的水和煤油分別加到燒杯中（圖6），給它們加熱相同的時(shí)間，觀察它們升高的溫度是 否相同。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：給相同質(zhì)量和相同溫度的水和煤油加熱，使它們吸收相同的熱量，煤油上升的溫度 高。要使它們上升的溫度相等，對(duì)水的加熱時(shí)間更長(zhǎng)些?？梢姡煌奈镔|(zhì)，吸熱的本領(lǐng)不同（水 和煤油相比，水的吸熱本領(lǐng)強(qiáng)）。五、探究焦耳定律實(shí)驗(yàn)