您的位置: turnitin查重官网> 教学 >> 识字教学 >试谈误差“量”长避短,减小相对误差怎么

试谈误差“量”长避短,减小相对误差怎么

收藏本文 2024-01-17 点赞:34408 浏览:157824 作者:网友投稿原创标记本站原创

在研究自由落体运动时,我们会经常会根据匀变速运动的特点,使用相等时间相邻位移差来处理纸带上的数据,从而计算出自由落体的加速度。然而只利用一个求得的加速度偶然误差较大。按照一般方法,可以用多次测量取平均数的方法来减小偶然误差。
如下图,做完自由落体的实验后,纸带上得到一系列的点,截取其中较为清晰的点进行计算:
将其中各段位移依次标记为x

1、x2、x3、……x6,记相邻两个计数点间的时间为T可得若干个加速度的计算结果:

a1=x2-x1T2;a2=x3-x2T2;a3=x4-x3T2 ……a5=x6-x5T2
把五次计算取平均数得:a=a1+a2+a3+a4+a55
这样一来,充分的利用了所有的位移段数据,让它们的正、负偶然误差尽可能的相互抵消,从而使得结果尽量接近真实值。可是仔细一看,上面的作法却事与愿违,由于计算过程中出现了相反数的相互消除,加速度的测量结果的最终精度只由x6和x1决定,其它各段位移并没有利用上。也就是说,万一x6和x1的误差较大,那么加速度取平均数就不是我们期待的高精度结果。如下式:
a=a1+a2+a3+a4+a55
=(x2-x1)+(x3-x2)+(x4-x3)+(x5-x6)+(x6-x5)5=(x6-x1)5
这样的结果,还不如直接由x6-x1=5aT2直接求加速度。
于是就有人想出了利用相等时间不相邻位移差xm-n=(m-n)aT2把各段位移都利用起来,减小了仅由两次测量带来的偶然误差。即我们经常说的逐差法,其方法如下:
先选择合适的位移段,计算若干个加速度的值:
a1=x4-x13T2;a2=x5-x23T2;a3=x6-x33T2,再求几个加速度的平均值:
a=a1+a2+a33=(x4-x1)+(x5-x2)+(x6-x3)3×3T2
=(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)9T2②
从上式我们可以看出:此次计算中,最大程度地让各段位移参与进来,正、负误差相互抵消,且又不出式中的现象,可以说逐差法很好地减小了偶然误差。
然而,我却认为,a==(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)9T2可以看作是△x=aT2的直接应用。
众所周知,在用同样测量工具的情况下,测量

摘自:毕业论文下载www.udooo.com

的长度越小,误差所占的比例(即我们常说的相对误差)越大。比如,测量10厘米的长度,误差有1厘米;而测量100厘米的长度,误差也只有1厘米,很显然,后者的相对误差更小。所以,当我们测量时,想要相对误差尽可能小,可在允许的范围内,尽可能地拉大测量长度。上图中的纸带,我们可以选择较长的两个相邻位移来计算,例如:x5和x6,然而,只选择其中的两个位移,万一这个位移刚好测量不准确,又会增大偶然误差,因此,我们要想办法把各段位移都利用上,故可选择xAD和xDG两段时间都为3T的位移进行计算,根据△x=aT2,得xDG-xAD=a(3T)2,
最终得到:a= xDG-xAD(3T)2
比较②式和③式,我们会发现两式的结果是相等的。
因此,我认为a=(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)9T2,可以看作是相等时间相邻位移差△x=aT2的直接应用。
对于逐差法,其提高实验数据利用率、减小随机误差、降低仪器误差分量影响的优点是公认的,因此也成为一种常用的数据处理方法。但用逐差法处理这个实验的数据,目前有较多争议,有些学者认为a=(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)9T2是逐差法的误用,而高考也把它淡出了考试的范围。但从测量方法来说,把测量长度尽可能地拉长,“量”长避短,减小相对误差,这一点,我想,谁也不会有异议。

copyright 2003-2024 Copyright©2020 Powered by 网络信息技术有限公司 备案号: 粤2017400971号