高中物理實驗誤差問題分析

摘要實驗誤差是每個實驗都必然存在的，每個實驗者都應盡量減小誤差。那么如何減小誤差呢?每個實驗都各不相同，但它們有共同的規律。本文就此問題談一下看法。

關鍵詞偶然誤差平均值逐差法

中圖分類號:D633.7文獻標識碼:A

實驗誤差是每個實驗都必然存在的，實驗誤差可分為偶然誤差、相對誤差和系統誤差。

1 偶然誤差是由于一些偶然的因素引起的

正是因為這些偶然的因素，因而使實驗結果有時偏大有時偏小。如讀數誤差，即使同一個人使用同一個實驗儀器測同一個物體的長度，每次的讀數也會各不相同。減小偶然誤差的方法是多次測量求平均值，而求平均值的方法又各不相同，舉例如下:

1.1逐差法求平均值

測加速度實驗:如圖所示，某同學在做“研究勻變速直線運動”實驗中，由打點計時器得到表示小車運動過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數點的時間間隔為T=0.10s，其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm，則小車運動的加速度計算表達式為________________，加速度的大小是_______m/s2(計算結果保留兩位有效數字)。

析:不能簡單的就是隨便求幾個加速度就行，如用a1=s2-s1/T2 ; a2=s3-s2/T2 ;a3=s4-s3/T2 ;a4=s5-s4/T2 ;a5=s6-s5/T2

a= a1 +a2 +a3 +a4 +a5/5= s6- s1/5T2

貌似用了所有數據，實際只用了兩組。為了盡可能多利用幾組數據，要用逐差法求平均值a1=s4-s1/3T2 ; a2=s5-s2/3T2 ;a3=s6-s3/3T2 ;

a= a1 +a2 +a3/3

=0.64

這樣才能真正起到減小誤差的作用。

1.2畫圓求平均值

如驗證動量守恒定律的實驗中多次從同一位置釋放小球，用盡可能小的圓把所有的小球落點圈在里面。圓心就是小球落點的平均位置。

1.3用圖象法來求平均值

如測電源電動勢和內阻的實驗中，畫U-I關系圖象，描點、連線時就可以舍去誤差較大的點，使盡可能多的點落在直線上，其它點均勻分布在直線兩側，從而很好地起到求平均值，減小誤差的作用。

求平均值須注意在何時求平均值。如改變擺長多測幾次，不是求擺長的平均值，不是求周期的平均值，而是求不同擺長下算出的重力加速度的平均值。

2 相對誤差=真實值-測量值/真實值€?00%

減小相對誤差的方法是增大被測量量。如通過測100張紙的厚度來測一張紙的厚度;測重力加速度實驗中通過測30-50次全振動的時間來測周期;驗證平行四邊形定則的實驗中使兩細線夾角稍大些，使力盡可能大些，畫圖盡量大些;測折射率的實驗中兩大頭針距離遠些;測電源電動勢和內阻的實驗中，畫U-I關系圖象時，U在坐標原點不從零取值，目的就是使圖盡可能占滿坐標平面，從而增大被測量量。

3 系統誤差就是實驗原理或實驗器材本身不完善引起的誤差

減小誤差的方法是改善實驗原理和實驗器材。如電火花記時器要比電磁打點記時器阻力小，可以減小實驗誤差;伏安法測電阻內接法測量值偏大，外接法測量值偏小，為減小誤差大電阻用內接法，小電阻用外接法;替代法測電阻則無系統誤差。掌握了上述規律，誤差問題就簡單多了。