物理竞赛实验讲义的基础知识(高中物理竞赛)

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物理竞赛辅导功能原理

物理竞赛辅导功能原理

高中物理竞赛辅导讲义 功能原理【基础知识】1、虚功法所谓虚功,就是假想某一个力做了一个微功。

“虚功法”,也叫“元功法”。

在物体处于静平衡的状态下,物体所受的合外力为零,在保持平衡的前提下,物体所受各个力的虚功总和为零。

用虚功法可以处理某些平衡问题,并且颇为简单。

2.伯努利方程如图所示,以流管中的ab 段理想流体为研究对象,在极短时间Δt (Δt →0)内,该段流体移至aꞌbꞌ,等效于aaꞌ之间的流体转移至bbꞌ之间,转移的流体质量Δm =ρS 1v 1Δt =ρS 2v 2Δt ,外力对该段流体做的功W =p1S 1v 1Δt −p 2S 2v 2Δt −Δmg (h 2−h 1)。

根据动能定理,有W = 12Δm v 22 − 12Δm v 12 即p 1S 1v 1Δt −p 2S 2v 2Δt −ρS 1v 1Δtg (h 2−h 1) = 12ρS 1v 1Δt (v 22−v 12) 整理得p 1+ρgh 1+12ρv 12 = p 2+ρgh 2+12ρv 22 即p +ρgh +12ρv 2=恒量,此式即为伯努利方程。

它表明,在惯性参考系中,当理想流体做定常流动时,一定流线上(或细流管内)各点的量p +ρgh +12ρv 2为一恒量。

流体水平流动时,或者高度差不显著时(如气体的流动)伯努利方程可表达为p +12ρv 2=恒量。

显然,在流动的流体中,压强跟流速有关,流速v 较大的地方压强p 较小。

【习题选编】1.如图所示,一轻质三足支架每边长均为l ,每边与竖直线成同一角度θ,三足置于光滑水平面上,且恒成一正三角形。

现悬挂一重为G 的重物,用一绳圈套在三足支架的三足上,使其不能改变与竖直线的夹角,试求绳中张力F T 。

2.如图所示,一个半径为R 的四分之一光滑球面置于水平桌面上。

球面上有一条光滑匀质软绳,一端固定于球面顶点A ,另一端恰好与桌面不接触,且单位长度软绳的质量为ρ。

求:(1)软绳A 端所受的水平拉力;(2)软绳所受球面的支持力;(3)软绳重心的位置。

高中物理竞赛知识点

高中物理竞赛知识点

高中物理竞赛知识点摘要:在高中物理竞赛中,掌握一定的物理知识点对于取得好成绩至关重要。

本文将介绍一些高中物理竞赛中常见的知识点,包括力学、热学、电磁学和光学等方面的内容。

通过学习和理解这些知识点,同学们可以更好地准备和应对物理竞赛。

一、力学1. 牛顿三定律:牛顿第一定律(惯性定律)、牛顿第二定律(力与加速度的关系)、牛顿第三定律(作用力和反作用力)。

2. 运动学:匀速直线运动、匀加速直线运动、曲线运动、圆周运动等基本概念和计算方法。

3. 力学中的几个关键概念:作用力、质量、重力、摩擦力、弹力、弹性势能、动能、功和功率等。

4. 牛顿运动定律的应用:通过具体问题的分析和计算,掌握牛顿运动定律在实际运动中的应用,如斜面运动、谐振运动等。

5. 天体运动:了解行星运动和开普勒定律,理解宇宙中的引力作用。

二、热学1. 温度和热量:热学基本概念,包括温度、热量、热平衡、比热容等。

2. 热传导和传热:热传导的基本原理和计算,了解传热的三种方式:导热、对流和辐射。

3. 热力学定律:热力学第一定律(能量守恒定律)、热力学第二定律(热不可逆过程、熵增原理)等。

4. 热力学循环和功率:热力学循环的工作原理与效率计算,了解功率的概念和计算方法。

三、电磁学1. 电荷和电场:电荷的性质和基本单位,电场的概念和计算方法。

2. 电位差和电势:电场中两点之间的电位差和电势差的概念和计算。

3. 电流和电阻:电流的定义和计算,欧姆定律及其在电路中的应用。

4. 电路分析和电路图:串联、并联、混联电路的分析,理解电路图的符号和组成。

5. 磁场和电磁感应:磁场的产生和性质,电磁感应的基本原理和应用,包括法拉第电磁感应定律等。

四、光学1. 光的直线传播和折射:光的直线传播和折射的基本规律与计算方法,了解光的折射定律和斯涅尔定律。

2. 光的反射:光的反射定律和镜面成像的基本原理。

3. 光的干涉与衍射:理解干涉和衍射的基本概念和现象,了解杨氏双缝干涉和单缝衍射的基本原理。

高中物理竞赛实验讲义大全—24用动态悬挂法测定杨氏模量教案

高中物理竞赛实验讲义大全—24用动态悬挂法测定杨氏模量教案

2020高中物理竞赛实验讲义苏州中学竞赛讲义24用动态悬挂法测定杨氏模量【实验原理】理论上可以得出用动态悬挂法测定金属材料的杨氏模量: 24360671f dm l .E (1) 式中l 为棒长,d 为棒的直径,m 为棒的质量。

如果在实验中测定了试样(棒)在不同温度时的固有频率f ,即可计算出试样在不同温度时的杨氏模量E 。

【实验装置】(1)传感器I (激振):把电信号转变成机械振动。

(2)试样棒:由悬线把机械振动传给试样,使试样受迫作横振动。

(3)传感器II (拾振):这时机械振动又转变成电信号。

(4)示波器:观察传感器II 转化的电信号大小。

【实验内容】1. 测定试样的长度l 、直径d 和质量m 。

每个物理量各测五次。

2. 在室温下不锈钢和铜的杨氏模量分别为2×1011牛顿·米-2和1.2×1010牛顿·米-2,先由公式(1)估算出共振频率f ,以便寻找共振点。

3. 把试样棒用细钢丝挂在测试台上,试样棒的位置约距离端面l .2240和l .7760处,悬挂时尽量避开这两个位置。

4. 把YM-2型信号发生器的输出与YM —2型测试台的输入相连,测试台的输出与放大器的输入相接,放大器的输出与示波器的CH1(或CH2)输入相接。

5. 把示波器触发信号选择开关置于“内置”,CH1增益置于最小档。

极性置于“AC”,X-Y 旋钮弹起。

6. 打开示波器,把YM-2型信号发生器的频率调至估算得出的频率附近,调节示波器触发电平旋钮,直至示波屏上出现稳定的正弦波形。

7. 因试样共振状态的建立需要有一个过程,且共振峰十分尖锐,因此在共振点附近调节信号频繁率时,必须十分缓慢地进行,直至示波器示波屏上出现最大的信号。

8. 记下室温下的共振频率f ,求出材料的杨氏模量E 。

9. 本实验用铜棒和钢棒各做一次。

【数据处理】1. 估算金属棒的长度l 、直径d 、和质量m 的测量值及其不确定度。

高中物理竞赛讲义(完整版)

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高中物理竞赛讲义目录高中物理竞赛讲义 (1)第0部分绪言 (5)一、高中物理奥赛概况.....................................错误!未定义书签。

二、知识体系....................................................错误!未定义书签。

第一部分力&物体的平衡 (5)第一讲力的处理 (13)第二讲物体的平衡 (15)第三讲习题课 (16)第四讲摩擦角及其它 (21)第二部分牛顿运动定律 (24)第一讲牛顿三定律 (24)第二讲牛顿定律的应用 (25)第二讲配套例题选讲 (35)第三部分运动学 (35)第一讲基本知识介绍 (35)第二讲运动的合成与分解、相对运动 (37)第四部分曲线运动万有引力 (40)第一讲基本知识介绍 (40)第二讲重要模型与专题 (42)第五部分动量和能量 (52)第一讲基本知识介绍 (52)第二讲重要模型与专题 (55)第三讲典型例题解析 (70)第六部分振动和波 (70)第一讲基本知识介绍 (70)第二讲重要模型与专题 (75)第三讲典型例题解析 (86)第七部分热学 (86)一、分子动理论 (87)二、热现象和基本热力学定律 (89)三、理想气体 (91)四、相变 (98)五、固体和液体 (102)第八部分静电场 (103)第一讲基本知识介绍 (104)第二讲重要模型与专题 (107)第九部分稳恒电流 (120)第一讲基本知识介绍 (120)第十部分磁场 (134)第一讲基本知识介绍 (134)第二讲典型例题解析 (138)第十一部分电磁感应 (146)第一讲、基本定律 (146)第二讲感生电动势 (150)第三讲自感、互感及其它 (154)第十二部分量子论 (157)第一节黑体辐射 (158)第二节光电效应 (161)第三节波粒二象性 (168)第四节测不准关系 (172)第0部分绪言全国中学生物理竞赛内容提要--理论基础(2013年开始实行)说明:.本次拟修改的部分用楷黑体字表示,新补充的内容将用“※”符号标出,作为复赛题和决赛题增补的内容;※※则表示原属预赛考查内容,在本次修改中建议改成复赛、决赛考查的内容。

高中物理竞赛辅导讲义 第 篇 运动学

高中物理竞赛辅导讲义 第 篇 运动学

高中物理竞赛辅导讲义第2篇 运动学【知识梳理】一、匀变速直线运动二、运动的合成与分解运动的合成包括位移、速度和加速度的合成,遵从矢量合成法则(平行四边形法则或三角形法则)。

我们一般把质点对地或对地面上静止物体的运动称为绝对运动,质点对运动参考照系的运动称为相对运动,而运动参照系对地的运动称为牵连运动。

以速度为例,这三种速度分别称为绝对速度、相对速度、牵连速度,则v 绝对 = v 相对 + v 牵连或 v 甲对乙 = v 甲对丙 + v 丙对乙位移、加速度之间也存在类似关系。

三、物系相关速度正确分析物体(质点)的运动,除可以用运动的合成知识外,还可充分利用物系相关速度之间的关系简捷求解。

以下三个结论在实际解题中十分有用。

1.刚性杆、绳上各点在同一时刻具有相同的沿杆、绳的分速度(速度投影定理)。

2.接触物系在接触面法线方向的分速度相同,切向分速度在无相对滑动时亦相同。

3.线状交叉物系交叉点的速度,是相交物系双方运动速度沿双方切向分解后,在对方切向运动分速度的矢量和。

四、抛体运动: 1.平抛运动。

2.斜抛运动。

五、圆周运动: 1.匀速圆周运动。

2.变速圆周运动:线速度的大小在不断改变的圆周运动叫变速圆周运动,它的角速度方向不变,大小在不断改变,它的加速度为a = a n + a τ,其中a n 为法向加速度,大小为2n v a r =,方向指向圆心;a τ为切向加速度,大小为0lim t v a tτ∆→∆=∆,方向指向切线方向。

六、一般的曲线运动一般的曲线运动可以分为很多小段,每小段都可以看做圆周运动的一部分。

在分析质点经过曲线上某位置的运动时,可以采用圆周运动的分析方法来处理。

对于一般的曲线运动,向心加速度为2n v a ρ=,ρ为点所在曲线处的曲率半径。

七、刚体的平动和绕定轴的转动1.刚体所谓刚体指在外力作用下,大小、形状等都保持不变的物体或组成物体的所有质点之间的距离始终保持不变。

刚体的基本运动包括刚体的平动和刚体绕定轴的转动。

最新高中物理竞赛讲义(完整版)

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最新高中物理竞赛讲义(完整版)目录最新高中物理竞赛讲义(完整版) (1)第0部分绪言 (5)一、高中物理奥赛概况 (5)二、知识体系 (5)第一部分力&物体的平衡 (6)第一讲力的处理 (6)第二讲物体的平衡 (8)第三讲习题课 (9)第四讲摩擦角及其它 (13)第二部分牛顿运动定律 (15)第一讲牛顿三定律 (16)第二讲牛顿定律的应用 (16)第二讲配套例题选讲 (24)第三部分运动学 (24)第一讲基本知识介绍 (24)第二讲运动的合成与分解、相对运动 (26)第四部分曲线运动万有引力 (28)第一讲基本知识介绍 (28)第二讲重要模型与专题 (30)第三讲典型例题解析 (38)第五部分动量和能量 (38)第一讲基本知识介绍 (38)第二讲重要模型与专题 (40)第三讲典型例题解析 (53)第六部分振动和波 (53)第一讲基本知识介绍 (53)第二讲重要模型与专题 (57)第三讲典型例题解析 (66)第七部分热学 (66)一、分子动理论 (66)二、热现象和基本热力学定律 (68)三、理想气体 (70)四、相变 (77)五、固体和液体 (80)第八部分静电场 (81)第一讲基本知识介绍 (81)第二讲重要模型与专题 (84)第九部分稳恒电流 (95)第一讲基本知识介绍 (95)第二讲重要模型和专题 (98)第十部分磁场 (107)第一讲基本知识介绍 (107)第二讲典型例题解析 (111)第十一部分电磁感应 (117)第一讲、基本定律 (117)第二讲感生电动势 (120)第三讲自感、互感及其它 (124)第十二部分量子论 (127)第一节黑体辐射 (127)第二节光电效应 (130)第三节波粒二象性 (136)第四节测不准关系 (139)第0部分绪言一、高中物理奥赛概况1、国际(International Physics Olympiad 简称IPhO)① 1967年第一届,(波兰)华沙,只有五国参加。

高中物理竞赛讲义-欧姆定律

高中物理竞赛讲义-欧姆定律

欧姆定律一、电阻的大小1、电阻的计算式(欧姆定律)U R I =2、电阻的决定式(电阻定律)l R Sρ= 微观解释:电阻产生的原因,是定向移动的自由电子与原子核碰撞。

长度越长,碰撞概率越大 横截面积越大,碰撞概率越小 3、电阻率与温度的关系:0(1)t ρρα=+微观解释:对于金属:温度高,分子热运动剧烈,碰撞概率大,电阻升高,α为正值 对于绝缘体:温度高,更多电子挣脱束缚,成为自由电子,电阻降低,α为负值二、网络电阻的化简1、利用电路的对称性进行折叠、翻转、合并拆分(1)设网络电阻的两端点为A 和B 。

AB 的这根对称轴两侧的对称是“完全对称”。

可以看成是两条支路并联,因此只需计算一条支路的电阻,并将总电阻除以2,相当于将原电路沿AB 折叠,电阻变粗,电阻值减半。

如果电阻就在对称轴上,相当于是中间一条支路上的电阻,则折叠过程中不受影响 (2)AB 中垂线的两侧具有不完全的对称性。

虽然电阻网络的分布是对称的,但是电路中电势的分布是不对称的,一边高一边低。

由这种不完全的对称性可以得到: <1>中垂线上各点电势相等①等电势的点之间,可以用导线任意连接②等势点间若存在电阻,则此支路上电流为0,可将此支路断开 <2>对称的支路上电流大小相等,因此可以将节点处的电路分离 2、利用电路的自相似性进行化简弄清究竟谁和谁自相似自相似性一般适用于半无限网络。

注意相似比的大小 3、等效电路在不改变电路性质的情况下,可以对电路进行变形、翻转,导线可以伸缩移动(节点移动不能跨过电路元件),三维图形可以“压扁”为二维图形。

4、电流注入法用均匀电阻线做成的正方形回路,如图,由九个相同的小正方形组成.小正方形每边的电阻均为r=8Ω.(1)在A 、B 两点问接入电池,电动势E=5.7V ,内阻不计,求流过电池的电流强度.(2)若用导线连接C 、D 两点,求通过此导线的电流(略去导线的电阻).电阻丝无限网络如图所示,每一段金属丝的电阻均为r,试求A、B两点间的等效电阻R AB.由十二个相同的电阻连接成一个立方体框架,若每个电阻的阻值均为R问从立方体八个顶点中的任意两个顶点测量时立方体的总电阻等于多少?1.三个相同的金属圈两两相交地焊接成如图所示的形状,若每一金属圈的原长电阻(即它断开时测两端的电阻)为R,试求图中A、B两点之间的电阻.【解析】从图看出,整个电阻网络相对A、B两点具有上、下对称性,因此可上、下压缩成如图所示的等效简化网络,其中r为原金属圈长度部分的电阻,即有:r=R/4图网络中从A点到O点电流与从O点到B点的电流必相同;从A′点到O点的电流与从O点到B′点电流必相同.因此可将O点断开,等效成图所示简化电路.rB′A′Ar/2r/2r/2r/2r rrOBA继而再简化成如图所示的电路:最后可算得: R AB =1225512r r r -+=() 即有R AB =5R/48.如图所示,无限旋转内接正方形金属丝网络由一种粗细一致、材料相同的金属丝构成,其中每个内接正方形的顶点都在外侧正方形四边中点上.已知与最外侧正方形边长相同的同种金属丝A'B'的电阻为R 0,求网络中:(1)A 、C 两端间等效电阻R AC . (2)E 、G 两端间等效电阻R EG .例1. 如图所示,框架是用同种金属丝制成的,单位长度的电阻为ρ,一连串内接等边三角形的数目可认为趋向无穷,取AB 边长为a ,以下每个三角形的边长依次减小一半,则框B ′BA ′Ar rrrr/2r/2 r/2r/2Arr B ′BA ′r/2r/2架上A 、B 两点间的电阻为多大?从对称性考虑原电路可以用如图所示的等效电路来代替,同时我们用电阻为2ABR 的电阻器来代替由无数层“格子”所构成的“内”三角,并且电阻是RAB 这样的,AB x R R =,R αρ=因此/2/2()()/2/2x x x x x RR RR R R R R R R R R R =+⋅++++解此方程得到:111)33AB x R R R a ρ===如图所示是一个由电阻丝构成的平面正方形无穷网络,各小段的电阻为R ,求A 、B 两点间的等效电阻.若将A 、B 间的一小段电阻丝换成电阻为4R 的另一小段电阻丝.试问换后A 、B 间的等效电阻是多少?解析:设想内阻极大的电源加在A 和地(或无穷远)之间,使由A 点流进网络的电流为I ,则由对称性可知,流过AB 的电流为4I.假设拆去此电源,在B 点和地(或无究远)之间加上另一内AB BR2/阻极大的电源,使由B 点流出网络的电流强度为I,由对称性可知,流过AB 的电流仍为4I.若把上述电源同时加上,则由叠加原理可知,流过AB 的电流为442I I I+=.设AB 间的等效电阻为R AB ,所以:2AB I IR R =⋅2AB R R =外的其它电阻丝构成的网络的电阻为R0,则整个电阻可以看成是除A 、B 间电阻丝与R0的并联.则:002AB R R RR R R ==+ 0R R =当A 、B 间的一小段电阻丝换成电阻为4R 时,则:004'0.84AB R RR R R R⋅==+.有一无限平面导体网络,它由大小相同的正六边形网眼组成,如图所示.所有六边形每边的电阻均为R 0. (1)求结点a 、b 间的电阻.(2)如果有电流I 由a 点流入网络,由g 点流出网络,那幺流过de 段电阻的电流I de 为多大?【解析】(1)设有电流I 自a 点流入,流到四面八方无穷远处,那么必有3/I 电流由a 流向c ,有6/I电流由c 流向b .再假设有电流I 由四面八方汇集b 点流出,那么必有6/I 电流由a 流向c ,有3/I电流由c 流向b .将以上两种情况综合,即有电流I 由a 点流入,自b 点流出,由电流叠加原理可知263II I I ac =+=(由a 流向c ) 263I I I I cb =+=(由c 流向b )因此,a 、b 两点间等效电阻000R I R I R I I U R cb ac AB AB =+==(2)假如有电流I 从a 点流进网络,流向四面八方,根据对称性,可以设 A I I I I ===741B I I I I I I I ======986532应该有I I I A =+B 63因为b 、d 两点关于a 点对称,所以A be deI I I 21=='同理,假如有电流I 从四面八方汇集到g 点流出,应该有 BdeII =''最后,根据电流的叠加原理可知()I I I I I I I I B A B A de dede 61636121=+=+=''+'=如图,有一三角形的无穷长电路其中每个电阻阻值均为R ,求AB 间的等效电阻R AB 。

高中物理竞赛辅导讲义-第篇-稳恒电流(精品)

高中物理竞赛辅导讲义-第篇-稳恒电流(精品)

高中物理竞赛辅导讲义第8篇 稳恒电流【知识梳理】一、基尔霍夫定律(适用于任何复杂电路) 1. 基尔霍夫第一定律(节点电流定律)流入电路任一节点(三条以上支路汇合点)的电流强度之和等于流出该节点的电流强度之和。

即∑I =0。

若某复杂电路有n 个节点,但只有(n −1)个独立的方程式。

2. 基尔霍夫第二定律(回路电压定律)对于电路中任一回路,沿回路环绕一周,电势降落的代数和为零。

即∑U =0。

若某复杂电路有m 个独立回路,就可写出m 个独立方程式。

二、等效电源定理1. 等效电压源定理(戴维宁定理)两端有源网络可以等效于一个电压源,其电动势等于网络的开路端电压,其内阻等于从网络两端看除源(将电动势短路,内阻仍保留在网络中)网络的电阻。

2. 等效电流源定理(诺尔顿定理)两端有源网络可等效于一个电流源,电流源的电流I 0等于网络两端短路时流经两端点的电流,内阻等于从网络两端看除源网络的电阻。

三、叠加原理若电路中有多个电源,则通过电路中任一支路的电流等于各个电动势单独存在时,在该支路产生的电流之和(代数和)。

四、Y−△电路的等效代换如图所示的(a )(b )分别为Y 网络和△网络,两个网络中的6个电阻满足一定关系时完全等效。

1. Y 网络变换为△网络122331123R R R R R R R R ++=, 122331231R R R R R R R R ++=122331312R R R R R R R R ++=2. △网络变换为Y 网络12311122331R R R R R R =++,23122122331R R R R R R =++,31233122331R R R R R R =++五、电流强度与电流密度 1.电流强度 (1)定义式:q I t∆=∆。

(2)宏观决定式:U I R=。

(3)微观决定式:I neSv =。

2.电流密度在通常的电路问题中,流过导线截面的电流用电流强度描述就可以了,但在讨论大块导体中电流的流动情况时,用电流强度描述就过于粗糙了。

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算术平均值的标准偏差
N
N
n
n
(Ni N)2
i1
n(n 1)
实验中一般取:6≤n≤10
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目录
标准误差所表示的统计意义
对物理量能性为68.3%,
落在-2 到+2之间的可能性为95.5%,
而落在-3到+3之间的可能性为99.7 % .
结束放影
目录
§1-5 实验中的错误与错误数据
4
相对误差 Vh 1 h
Vh
直径误差引起体积误差
V d 1 4h ( d d ) 2 d 2 1 4h 2 d
3. 研究系统误差的目的: (1)探索系统误差的来源,设计实验方案
消除或削减该项误差; (2)估计残存系统误差的可能的范围。
结束放影
目录
§1-4 偶然误差
1. 偶然误差的特点:误差的时大时小,时正时 负,以一种不可预测的方式随机地变化。
2. 偶然误差的统计规律(正态分布) 服从正态分布(高斯分布)的偶然误差的特征:
测量结果 YNN
Y代表待测物理量,N为该物理量的测量值, N 是一个恒正的量,代表测量值N不确定的程度。
结束放影
目录
2. 测量结果的含义
N - e ~ N + e 范 围 包 括 真 值 的 概 率 为 1 0 0 % .
e为极限不确定度。表示真值一定在[ N-e ,N+e ]中.
N - N ~ N + N 范 围 包 括 真 值 的 概 率 为 6 8 . 3 % .
数据分析是发现错误的重要方法 例如 测量单摆摆动50个周期的时间t=50T:
98.4s; 96.7s; 97.7s. T≈2s 98.4-96.7=1.7s; 97.7-96.7=1.0s
误差在半个周期以上。 这显然是测量错误。
1. 剔除错误数据拉依达准则( 3 准则)
xx3 (n10)
*( 2. 肖维涅准则 , 3. 罗布斯判据 )
2.真值与误差
h = 25.96 mm
测量误差=测量值-真值
结束放影
目录
3. 测量的任务
1) 给出被测量真值的最佳估计值;
2) 尽量减少测量中的误差,对残存误差的大 小给出估计值;
3) 给出真值最佳估计值的可靠程度的估计。 4. 误差的分类
1)系统误差 2)偶然误差(随机误差) 3)粗大误差(测量错误)
(2)实验数据须教师审阅、认可;
(3)实验结束后,整理好仪器与用具。
结束放影
目录
实验报告( 1、2)
(1)实验项目
(2)实验目的
(3)仪器 用具
(4)实验原理
(5)实验内容 (6)数据处理与分析
(7)实验结果的讨论与误差分析
结束放影
目录
§1-2 测量与误差
1.测量 1)直接测量
2)间接测量
V 14(d12 d22)h 测量值包括两部分:数值和单位。
N 为测量列算术平均值的标准误差.
数值
物理实验中的物理量的三要素
单位
不确定度
相对不确定度=不确定度 测量值
结束放影
目录
3. 不确定度的估计方法 1)对直接测量结果不确定度的估计
(1) 相同条件下多次测量情况
测量结果的最佳值--算术平均值
N
1 n
n i 1
Ni
n
测量列的标准不确定度
N
(Ni N )2
物理竞赛实验的基础知识(高中物
(1879-1955)
目录
§1-1 物理实验课的基本程序和要求 4 §1-2 测量与误差 7 §1-3 系统误差 9 §1-4 偶然误差 11
§1-5 实验中的错误与错误数据 14
§1-6 测量结果的不确定度 15 §1-7 有效数字 23 §1-8 数据处理的基本方法 30
(一)实验预习
实验过程的
(二)实验操作
→ →
预习报告 实验数据
三个环节 (三)撰写报告 → 实验报告
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目录
实验操作
(1)正确安装、调试与使用仪器;
(2)仔细观察物理现象,正确测量物理量;
(3)正确记录实验条件和原始实验数据。
几点说明
(1)“三先三后”原则:
先观察后测量,先练习后测量,先粗测后细测。
i 1
n 1
算术平均值 N 的标准不确定度(A类分量 u A ( N ) )
N
N
n
n
(Ni N)2
i1
n(n 1)
测量结果报道 Y NN
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* 标准不确定度(B类分量)
uB (N )
仪 3
*合成标准不确定度 uC(N) uA 2(N)uB 2(N)
(2) 单次测量的误差估计(取B类分量)
= e e 为极限不确定度。 3
e的取法一般有两种: 一种是取仪器出厂时的允差; 另一种是根据仪器结构、环境条件、测量对象、
测量者本人感官灵敏度作估计(两者取一即可)
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1)对间接测量结果不确定度的估计
(1)引言
测量圆柱体体积 V 1 d 2 h
4
高度误差引起体积误差
Vh
1 d 2h
1) 单峰性; 2) 对称性; 3) 有界性; 4) 抵偿性。
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3. 测量结果的最佳值--算术平均值 4. 多次测量的偶然误差估计
N
1 n
n i1
Ni
测量列的标准偏差
N
n
(Ni N )2
i 1
n 1
标准偏差 N所表示的意义是:任作一次 测量,测量值误差落到- N到+ N之间的 可能性为68.3%.
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§1-3 系统误差
1. 系统误差的特点:误差的绝对值和符号(正 负)总保持不变或总按某一特定的规律变化。
2. 系统误差的产生原因: 1) 实验原理和实验方法不完善。
a) 应用单摆周期公式求重力加速度。
T2 l
g
g4 T 22 l
b) 伏安法测量电阻
R U I
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2)仪器结构不完善 3)未按规定条件使用仪器。 4) 环境条件的改变。 5)测量者生理、心理因素的影响。
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§1-6 测量结果的不确定度
1. 什么是不确定度
所谓不确定度,可简单理解为测量值不确
定的程度,是对测量误差大小取值的测度。它 合理地说明了测量值的分散程度和真值所在范 围的可靠程度。不确定度亦可理解为,一定置 信概率下误差限的绝对值。测量不确定度是测 量质量的指标,是对测量结果残存误差的评估。
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§1-1 物理实验课的基本程序和要求
在实验前必须预习,弄清实验原理和内容,并 对测量仪器和测量方法有所了解。在此环节,重 点解决三个问题:
(1)做什么(这个实验最终要达到什么目的);
(2) 根据什么去做(实验课题的理论依据和
实 验方法);
(3)怎么做(实验方案、条件、步骤和
实验关键要领) ( 1 , 2 )
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