实验绪论作业解答

page1of5《大学物理实验》绪论练习题学号姓名大学物理课程任课教师重要提醒：1、此部分习题要认真完成，一方面它将作为平时成绩的一部分，另一方面它占理论考试的40%（题型相似）。2、在实验理论考试前请向《大学物理》课程任课教师索取，供复习应考用。一：填空题：1、在科学实验中，一切物理量都是通过测量得到的。一个测量数据不同于一个数值，它是由数值和单位两部分组成的。2、不确定度归为两大类：A类不确定度是指用统计方法计算出的测量值的标准偏差，用符号uA表示；B类不确定度是指用非统计方法评定的不确定度用符号uB表示；总不确定度U=22ABuu。3、在物理实验中，单次测量的总不确定度为U=uB。4、测量次数有限时，K次测量中A类不确定度公式21()t1kiiANNuKK。5、设间接测量量N是k个直接测量量123,,,...kxxxx的函数，123(,,,...)kNfxxxx。各直接测量量的总不确定度分别为123,,,...kUUUU,则123(,,,...)kNfxxxx，N的总不确定度为：12322222222123...kNxxxxkffffUUUUUxxxx6、可靠数字和可疑数字合起来，称为有效数字。7、在运算过程中，可能会碰到－些常数，如、g之类，一般认为常数的有效数字位数有无穷多位；而在实际运算中，取这些常数与测量位数最多的有效数字的位数相同。例如：圆周长2lR，当R=2.356mm时，此时应取3.142。（注：或者取比测量位数最多的有效数字多一位）8、列举四种常见的实验数据方法：page2of51.列表法；2.作图法；3.逐差法；4.最小二乘法(线性回归).10、物理实验中作图法处理数据时有曲线改直的重要技巧：①y=axb（a、b为常量）型：横坐标取xb纵坐标取y；②xy=a（a为常量）型：横坐标取1/x纵坐标取y；③y=ae-bx（a，b为常量）型：横坐标取x纵坐标取lny。二、指出下列各测量量为几位有效数字：(1)m＝0.450×104kg：3位；(2)m＝4500g：4位。三、按有效数字运算规则计算：（1）已知lg1.983＝0.297322714，则lg1983取成3.2973；（小数点后的位数和真数的位数相同）（2）已知106.25＝1778279.41，取成61.810；（和指数的小数点后位数相同）100.0035＝1.00809161，取成1.008。（3）×(4.0)2＝50。（和最少的位数相同）（4）分光计实验中将会用到三角函数有效数字取舍的问题：0030sin0应取成0.5000；（读到1分时，取4位有效数字）查表可知6120cos0＝0.938070461，应取成0.9381。四、将下式中错误或不当之处改正过来：(1)L＝115cm＝1150mm：改正：L＝115cm＝1.15×103mm：（改变物理量的单位时，有效数字的位数不能改变！）(2)α＝(1.71×10–56.31×10–7)°C–1改正：α＝(1.710.07)×10–5°C–1（不确定度要和数值的末位对齐）五、下列测定值写成科学记数法：(1)x＝(170000.1×104)km：答：x＝(1.70.1)×104km：(2)T＝(0.0017300.00005)s：答：T＝(1.730.05)×10-3s：六、用△ins=0.3s的秒表测一单摆的周期(单位为秒)，每次连续测50个周期的时间为:100.6，100.9，page3of5100.8，101.2，100.4，100.2，求周期的算术平均值，总不确定度，写出结果的标准形式。解：测量次数12345650个周期的时间Ti100.6100.9100.8101.2100.4100.2||iTT0.10.20.10.50.30.550个周期的时间平均值：100.6+100.9+100.8+101.2+100.4+100.2100.7s6T（结果取4位，和测量数据位数相同）A类不确定度：21222222()12.570.10.20.10.50.30.5=560.38()niiATTtuKKsB类不确定度:uB=0.3s总不确定度：U=22ABuu=0.485=0.5s（一般取1位）50个周期的时间：50100.70.5Ts1个周期的时间：5012.0140.00150TTs相对不确定度：0.0010.5%2.014E（一般取1位）七．测得一个铜块的长、宽、高分别为：a＝(2.03520.0004)cm，b＝(1.54020.0001)cm，c＝(1.24350.0003)cm，质量为m＝(30.180.02)g，试计算铜块密度。解：330.187.743(/)2.03521.54021.2435mgcmabc（t为分布因子,K为测量次数）page4of52222222222222221130.1830.1830.180.020.00040.00010.2.03521.54021.24352.03521.54021.2435mabcmabcUUUUUmabcmmmUUUUacabcb2300030.0056910.006(()/)gcm一般保留1位相对不确定度：E=100%U=0.0775%=0.08%（一般取1位）结果：3(7.7430.006)/gcm（末位对齐）八、HDMN24，M＝236.1240.002g，D＝2.3450.005cm，H＝8.210.01cm，计算N的结果及不确定度。解：24MNDH=6.653(/)gcm（位数和最少的H相同）2222222222222234212236.124236.1240.0020.0050.012.3458.213.1422.3458.210.007382=0.01(/)NMDHMDHNNNMMUUUUUUUMDHDHDHgcm（和平均值的末位对齐）36.650.01(g/cm)NNNU九、已知一质点作匀加速直线运动，在不同时刻测得质点的运动速度如下：时间t(s)1.002.504.005.507.008.5010.00速度v(cm/s)26.3328.6230.7033.1035.3537.2839.99作v—t图，并由图中求出：(1)初速度v0；(2)加速度a；(3)在时刻t＝6.25s时质点的运动速度。解：（1）作图时应注意使最终的曲线尽可能的占满全部坐标纸。(作图略)page5of5反向延长线和纵轴的交点的纵坐标即为v0v0=25.04cm/s;(2)在直线上任意取两点（表中数据除外），由图中直线找出其坐标1122(,),(,)xyxy，则221211.43/yyacmsxx（3）6.2533.98/tvcms。