試論高中物理實驗數據處理方法
教研探索
作者：王占遠
【摘要】物理實驗測得的數據，必須經過科學的分析和處理，才能揭示出各物理最之間的關係。就高中物理實驗常用數據的處理方法進行分析，以期對物理實驗教學有所幫助。
【關鍵詞】高中物理 實驗數據 處理方法
實驗是物理學的重要組成部分，是物理教學不可缺少的環節。但學生在實際操作與處理中。往往容易在實驗數據上出現錯誤，究其原因是學生沒有牢固掌握數據處理的方法，不求甚解，一知半解，更不用說觸類旁通了。根據我的教學經驗，下麵提出幾種數據處理方法，供大家參考。
一、直接比較法
在做一些物理實驗時。物理量之間的關係隻需要定性地去確定，或把實驗結果與標準值進行比較則可求出實驗結論，都可以采用直接比較法。如，在“互成角度的兩個共點力的合成”實驗中，可將實驗中測得的合力與根據實驗畫出的平行四邊形對角線兩矢量的大小與方向進行直接比較，就可以確定驗證平行四邊形定則的目的是否已經達到了。
二、圖像法
圖像法因其直觀、形象、容易操作的特點被廣泛應用於物理實驗中，又被稱為作圖法，顧名思義是指在坐標紙上把實驗數據之間的對應關係連成圖線，由圖線得出相應物理量之間的關係，並由此進一步得出實驗結果。用圖像法處理實驗數據的步驟如下：
1.將測量的數據列表歸類整理。
2.在坐標紙上以相應的物理量為橫軸、縱軸建立坐標係，並定出標度。
3.描點。
4.連線：連線要遵循三個原則，一條直線上要描上盡可能多的點；其餘的點要均勻分布兩側；離描線太遠的點直接去掉。遵循這種連線原則處理數據，與多次測量取平均值殊途同歸（但由於去掉偶然誤差過大的數據點。使得結果比平均值法更加精確些）。
5.注明圖像的名稱、製圖時間及其他說明：中學物理實驗運用圖像法，一般情況下會得出y=kx+b形式的一次函數關係，即結果是一條直線（一次函數擬合），圖線畫出後，可以用圖線與坐標軸上的截距求出相應的物理量，也可以用圖線的斜率或者用圖線圍成的麵積求出相應物理量，還可以用圖線反應一定的物理規律。如果描出的數據點連成了一條曲線。則應變換物理量，最終要得到一條直線（一次函數）。如，在驗證“牛頓第二定律”的實驗中，在研究“外力一定時物體的加速度和物質的質量之間的關係”時，假若a為縱坐標，m為橫坐標，連接各數據點後得到一條曲線，實驗結論就不會精確；但若以1/m為橫坐標軸，連接各數據點則基本上可以畫出一條過原點的直線，即得出正確的結論：外力一定時，物體的加速度a與物體的質量m成反比，即物體的加速度a與物體的質量m的倒數成正比。通過變換，完成了化曲線為直線，更直觀、快捷地得出實驗結果。
三、描跡法
描跡法是指通過若幹次描點、頻閃照相、用打點計時器打點等記錄形式，直觀形象地顯現實驗結果的方法。如，在進行“平拋物體的運動”這個實驗時，可以用頻閃照相的方式記錄小球的運動軌跡；在進行“勻變速直線運動”實驗時，用打點計時器記錄運動情況。在使用描跡法時，以下幾個方麵要高度注意：
1.在結果出來之前，應仔細觀察、分析結果，去掉誤差太大的數值。若中間出現個別的點偏離正常位置很遠，有可能是偶然因素導致，應舍棄該點再重複進行實驗，分析記錄結果。如，在“勻變速直線運動”的實驗中進行紙帶選取的時候，首先多打出幾條紙帶，選擇打點最清楚的一條進行研究分析，分析時一般去掉前麵相對密集的點，在後麵找出一個點作為開始的點。