有效數(shù)字和數(shù)據(jù)處理

　　有效數(shù)字和數(shù)據(jù)處理

　　有效數(shù)字

　　帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)據(jù)叫有效數(shù)據(jù)，有效數(shù)字的最后一位是測量者估讀出來的，因此這一位數(shù)字是不可靠的，也是誤差所在位。

　　計(jì)算中遵守有效數(shù)字規(guī)則：

　　(1)不可靠數(shù)字與別的數(shù)相加減、相乘除，所得的結(jié)果也是不可靠的。

　　(2)計(jì)算結(jié)果只能保留一位不可靠數(shù)字，但在計(jì)算過程中，可以保留兩位不可靠數(shù)字，最后再四舍五入。

　　(3)物體的個數(shù)、實(shí)驗(yàn)的次數(shù)是準(zhǔn)確數(shù)，它們與近似數(shù)相乘除時(shí)，有效數(shù)字的位數(shù)應(yīng)等于原來近似數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)。

　　有效數(shù)字的位數(shù)是從左起第一位非零數(shù)字算起到最后一位數(shù)字(含零)的總位數(shù)，其最后一位即不可靠數(shù)字，是估讀得到的。

　　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)常用的處理方法

　　1、直接比較法中學(xué)物理的某些實(shí)驗(yàn)，只需通過定性的確定物理量間的關(guān)系，或?qū)��?shí)驗(yàn)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的，則可應(yīng)用直接比較法。如研究"驗(yàn)證力的平行四邊形定則"實(shí)驗(yàn)中，可直接比較實(shí)驗(yàn)中測出的合力和根據(jù)實(shí)驗(yàn)做出的平行四邊形的對角線，比較兩矢量的大小和方向，可確定是否達(dá)到了驗(yàn)證平行四邊形定則的目的；在"研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象"的實(shí)驗(yàn)中，可在觀察、記錄的基礎(chǔ)上，經(jīng)過比較和推理，得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件和判定感應(yīng)電流方向的方法。

　　2、描跡法描跡可形象直觀地直接反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如在"研究平拋物體的運(yùn)動"實(shí)驗(yàn)中，用描跡法直接描繪小球的運(yùn)動軌跡；在"電場中等勢線的描繪"的實(shí)驗(yàn)中，用描跡法描繪等勢線等。應(yīng)用描跡法時(shí)應(yīng)注意：

　　(1)所描出的曲線或直線應(yīng)是平滑的，不應(yīng)有突然的轉(zhuǎn)折。

　　(2)個別點(diǎn)若偏離所描出的曲線太遠(yuǎn)，可認(rèn)為是某種偶然因素所致，一般可將這樣的點(diǎn)舍去。

　　(3)為能較為準(zhǔn)確地描述所記錄的曲線，實(shí)驗(yàn)所記錄的點(diǎn)的總數(shù)不能太少，且應(yīng)在所描范圍內(nèi)大致均勻分布。

　　3、平均法取算術(shù)平均值是減小偶然誤差常用的數(shù)據(jù)處理方法，把待測物理量的若干次測量結(jié)果值相加后除以測量次數(shù)。平均法的基本原理是：在多次測量中，由偶然誤差引起的正、負(fù)偏差出現(xiàn)的機(jī)會相等。故將多次的測量值相加時(shí)，所有偏差的代數(shù)和為零。

　　在求平均值時(shí)應(yīng)注意在什么情況下求平均值，例如求凸透鏡焦距時(shí)，應(yīng)對每一組物距和像距求得的多個焦距值求平均值，而不應(yīng)對各個物距和像距求平均值。

　　4、列表法把被測物理量分類列表表示出來，需說明記錄表的要求，主要內(nèi)容。列表法有制表方便，形式緊湊，數(shù)據(jù)易于比較等優(yōu)點(diǎn)。列表法還常常是圖表法的基礎(chǔ)。列表法應(yīng)注意：

　　(1)項(xiàng)目應(yīng)包括名稱及單位。

　　(2)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)應(yīng)按測量結(jié)果，取恰當(dāng)?shù)挠行��?shù)字填入。

　　(3)自變量應(yīng)按逐漸增加或減小的順序排列。

　　5、圖表法建立合理的坐標(biāo)系，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為坐標(biāo)點(diǎn)在坐標(biāo)系中表示出來，尋找坐標(biāo)點(diǎn)之間的規(guī)律，作圖處理數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是直觀、明顯。由圖像的斜率、截距、包圍的面積、外推可以研究物理量之間的規(guī)律。

　　作圖像時(shí)應(yīng)注意以下幾個方面：

　　(1)坐標(biāo)軸代表的物理量要合理，這樣便于找出規(guī)律，一般多選用直線作圖線，因?yàn)橹本�明了直觀，而曲線的規(guī)律不易判定。

　　在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，常取x或1/x為自變量，以便使做出的函數(shù)圖像為直線，從而可直觀的得出變量間的函數(shù)關(guān)系。在"測電池電動勢和內(nèi)阻"的實(shí)驗(yàn)中，以I為自變量作U-I圖像；當(dāng)函數(shù)與自變量x成反比例時(shí)，常以1/x為自變量。

　　(2)坐標(biāo)建立要規(guī)范，坐標(biāo)軸上要標(biāo)明物理量，對應(yīng)單位，注意正確選取橫軸和縱軸的標(biāo)度，橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的比例以及坐標(biāo)起點(diǎn)，使所做出的圖像大致布滿整個圖紙。如在"測電池電動勢和內(nèi)阻"的實(shí)驗(yàn)中，縱坐標(biāo)U的起點(diǎn)可以不為零。

　　(3)選點(diǎn)要恰當(dāng)，作圖要規(guī)范，直線至少取5點(diǎn)，曲線10～15點(diǎn)，且在曲線彎曲處取點(diǎn)密集一些；對直線作圖，應(yīng)使直線通過盡可能多的點(diǎn)，不通過的點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線兩側(cè)；對曲線作圖要平滑，不能做成折線，對于有些特異性的點(diǎn)可以分析取舍。

　　(4)根據(jù)圖像分析圖線的斜率、截距等物理意義，計(jì)算斜率時(shí)應(yīng)選取直線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，而不一定要選取原來的數(shù)據(jù)點(diǎn)，這樣便于取得更精確的平均值。