误差理论在高中物理实验数据处理中应用初探

摘要：物理实验是高中物理课程中非常重要的内容。经过反复、多次的物理实验能够得出很多物理实验数据，而这些数据是不要处理和甄别的，且这些物理实验数据是物理教学知识的验证与发展，对于物理实验的科学性以及正确性有着非常重要的作用。一般实验数据都会存在误差，如何运用好误差理论来处理高中实验数据是非常有必要的。因此，本文就研究和探讨如何用误差理论来处理高中物理实验数据，强化误差理论的运用效率，促进学生们能够真正地理解和掌握物理知识。

关键词：高中物理实验；数据处理；误差理论；应用；研究

在进行高中物理实验课程中，会产生很多的物理实验数据。而这些实验数据的正确性与科学性是需要不断地验证与甄别的。在高中物理实验课程中，影响高中物理老师上好物理实验课的主要因素就是实验数据的正确性和可靠性，而高中物理实验数据会因受到了内在与外在不同程度因素的影响而产生一定的误差，而这样的误差是具有不可避免性的。因此，在高中物理实验课程中，要确保物理实验的过程以及原理没有任何的错误后，充分运用误差理论来正确处理高中物理实验数据，并做好高中物理实验的数据记录工作，不断地提升高中物理实验课程的科学性和可靠性，进一步加深高中学生们对于高中物理实验知识的理解和掌握。

一、 误差理论的定义

所谓的误差理论就是测量结果不能准确地反映被测量的真值，因而存在一定的偏差。而真值有理论真值、约定真值以及标称值之分。其中理论真值是指一个量具有严格定义的理论值；约定真值是根据国际计量委员会通过并发布的各种物理参量单位的定义，利用当今最先进的科学技术复现这些实物单位基准，其值被公认为国际或国家基准。例如：保存在国际计量局的1 kg铂铱合金原器就是1 kg质量的约定值。而标称值就是计量或测量器具上标注的量值。

任何测量的结果都是有误差存在的，无论实验仪器多么精密，实验测量多么仔细、认真，物理实验的设计方法和流程多么正确，都是有一定误差切实存在的，只是误差有大有小罢了。通过了解误差理论以及真值的概念，能够为我们在尽量减少一些误差以及提高物理实验测量的准确性方面存在一定的推动作用。

二、 运用误差理论的重要意义

（一） 在高中物理实验中，实验的物理现象是在现实生活中真实存在的。但是为了保障高中物理实验的准确性，一般情况下，会运用很多的实践数据来验证，从而使得高中物理实验的实验数据具有很高可靠性，同时还能够达到高中物理实验数据的实验标准。而在具体的高中物理实验过程中会有很多影响实验结果准确性的因素，因而导致很多实验数据出现了不同程度的误差，尽管误差是不能够避免的，但是我们也要高度重视误差给高中物理实验数据准确性带来的重大影响。因此，巧妙地运用误差理论能够大大地提升物理实验的可靠性和真实性。

（二） 误差理论是高考物理科目必考的内容之一。但是很多误差理论的教学没有受到高中物理老师的重视，这容易使得学生们在遇到误差理论问题时不能够准确地答题，学生们在误差理论的运用上也是存在一定的问题。因此，高中的物理老师们应该重视对物理误差理论的教学和学习，使得高中学生们理解和掌握误差理论的内容，能够促进高中学生们在高考物理考试中顺利过关，取得优异的成绩。

（三） 运用误差理论来处理高中物理实验数据的方法有很多，不仅是分析误差，也能够通过运用有效的法则和规律来处理高中物理实验数据，这类方法一般在工业生产中比较常用。而在处理和考虑问题的方法时，误差理论常常被运用到高级数据的处理上。由此得知，运用误差理论来处理高中物理实验数据是非常有必要的，只要科学、合理的运用误差理论，就能够最大限度地在高中物理实验数据的处理中发挥积极的促进作用。

三、 误差理论在高中物理实验数据处理中的运用

（一） 误差理论在高中物理力的平行四边形定则实验中的运用

在高中物理实验中，力的平行四边形定则验证是其重要实验项目之一。而在力的平行四边形定则验证的过程当中，需要获得实际的测量数据与相同作用效果的两个共点分力的合力，且验证这个合力是否符合理论合力，在实验数据与理论数据之间产生的差就是实验误差，只要这个实验误差在合理的范围之内，且两個合力是相同的，那么力的平行四边形定则就能够得到有效验证。由此可知，平行四边形定则的原理就是两个共点力应用的原理。在这一实验开始之前要准备模板、白纸、橡皮等材料，实验原理就是作用力F1与作用力F2合力的作用效果和F一个作用力的效果是一致的，那么就可以验证作用力F是作用力F1和F2的合力。而在整个实验中肯定是存在误差的，老师要积极引导学生仔细观察实验过程中的每个细节，力争将误差降到最小，提升实验的准确性。

（二） 误差理论在高中物理匀变速直线运动实验中的运用

在高中物理匀变速直线运动实验中，测量加速度的方法会在实验中运用。而测量加速度的方法比较抽象，学生们很难理解和掌握。因此，老师可以通过运用纸带和打点计时器，将加速度进行直观化，也可以实现具体数值的测量。在进行匀变速直线运动实验时，小车带着纸带在轨道上进行加速运动，在穿过打点计时器时，会留下一连串的数据点，然后可以运用逐差法将小车运动的加速度计算出来。老师要引导学生们在实验过程中学会分析误差，选择适合的参数，使得误差率能够降低。

四、 结束语

综上所述，在高中物理实验数据处理过程中，误差理论的运用能够提升高中物理实验数据结果的准确性、合理性和科学性，能够使高中学生们比较透彻地理解误差理论的知识和内容，提高学生们对物理实验数据的分析能力和处理能力，促进高中物理实验课程更加有效地进行。

参考文献：

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[2]康昌厚.误差理论在高中物理实验数据处理中的应用[J].新课程·下旬，2015，07（10）：12-13.

[3]方青松.培养高中生物理实验数据处理能力的研究[D].广州：华南师范大学，2015.

作者简介：

商华，山东省烟台市，中国烟台赫尔曼格迈纳尔中学。