淺議高中物理實驗數據處理方法的幾點研究論文
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系。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，提出幾種處理方法。
一、平均法
平均法是指對待測物理量進行很多次的測量，把測量的值相加再除以測量次數，或把每一次的測量值用固定的算式分別進行計算再求出結果，再把結果相加除以測量次數，最后取其平均值。這種方法就叫做平均法。
1.平均法的使用原理：每一次的測量因為多方面的因素都會不一樣，測量值偏大或偏小，但其偏大或偏小的機會與程度往往均等，所以需要進行多次測量，再求其平均值，這樣的測量值才會更真實、科學，有說服性。
2.數據的處理
(1)如果所求的結果是經過直接測量所得，應使用平均法。如“測定金屬電阻率”的實驗，在測定金屬絲的直徑d時，用“螺旋測微器”在金屬絲的三個不同點上分別進行測量，然后取三次的測量結果，其平均值就是最后的直徑。
(2)如果所求的結果不能經過直接測量得出，則要依據其實驗的原理多次進行計算待測物理量的值，最終結果要把多次測量的物理量的值相加得出平均值�！坝脝螖[測重力加速度”是個很典型的實驗，求單擺周期的步驟如下：把單擺往一個方向拉開一個小角度，讓小球順利擺動，這時測出單擺完成n(20-30)次全振動的時間t，用公式T=t／n計算得出小球完成一次全振動的周期，這個步驟重復3次，用公式T=(T1+T2+T1)／3算出平均值，即求出單擺的振動周期。
二、描跡法
描跡法是指通過若干次描點、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，以下幾個方面要高度注意：
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，應舍棄該點再重復進行實驗，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，分析時一般去掉前面相對密集的點，在后面找出一個點作為開始的點。
2.若要根據記錄的點進行描線，則應描平滑的實線，并盡可能讓更多的記錄點通過平滑線或靠*平滑線，而且這些記錄點要在平滑線的兩側均勻分布，不能在描線的過程中出現折線。
3.為了使描述的結果比較精確，實驗中記錄的點不能太少，并且要在所描范圍內合理、均勻分布。
三、圖像法
圖像法因其直觀、形象、容易操作的特點被廣泛應用于物理實驗中，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系連成圖線，由圖線得出相應物理量之間的關系，并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、縱軸建立坐標系，并定出標度。
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；其余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(但由于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、制圖時間及其他說明：中學物理實驗運用圖像法，一般情況下會得出y=kx+b形式的一次函數關系，即結果是一條直線(一次函數擬合)，圖線畫出后，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面積求出相應物理量，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系”時，假若a為縱坐標，m為橫坐標，連接各數據點后得到一條曲線，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。
四、直接比較法
在做一些物理實驗時。物理量之間的關系只需要定性地去確定，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。
五、計算機輔助處理數據
信息技術已被廣泛運用到物理教學課堂上，也被廣大師生所接收，中學生的計算機水平日益提高，已能熟練運用計算機記錄與處理數據，對數據的圖像進行分析等。計算機中的Excel軟件功能非常強大，能夠進行大量的數據記錄與處理，還能畫出物理實驗中比較實用的x-y散點圖，能夠進行一次函數、冪函數以及擬合，求出相應的函數系數，從而得出物理量的值。
總之，在高中物理實驗教學中引導學生學會合理使用數據處理方法。這樣可以盡可能地減少學生在實驗中的系統誤差和過失誤差，指導學生運用正確的分析方法，同時使其學會對實驗結果的正確評估和描述。
參考文獻：
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