逐差法处理数据示例5
逐差法(物理通报第10期)
“逐差法”与实验测量数据的有效利用《物理通报》1998年第10期物理学是一门以实验为基础的科学，准确记录及有效利用物理实验中的测量数据，具有非常重要的意义。
在高中物理教学中，学生实验“利用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度”，在处理数据时用到“逐差法”，该实验对提高学生的实验素养、实验能力等有其特殊作用。
1．关于“逐差法”的原理一般来讲，如果物理量y 是x 的n 次幂函数，并且控制自变量x 作等间距变化，则y 的n 次逐差是一个常量。
例如在匀变速直线运动中，质点的位置x 是时间t 的二次幂函数，即x 1= x 0+ v 0t +at 2/2 ①式中x 0、v 0、a 分别是t =0时的位置（初位置）、速度（初速度）及运动过程中的加速度，如果每隔相等的时间间隔T 测量一次质点的位置，则可得到一系列x 的值，即x 1= x 0+ v 0T +aT 2/2x 2= x 0+ v 02T +a （4T 2）/2x 3= x 0+ v 03T +a （9T 2）/2……x n = x 0+ v 0n T +a （n 2T 2）/2把相邻的x 值依次相减（称为x 的一次逐差），得到各段时间T 内的位移值，即s 1= x 1-x 0= v 0T +aT 2/2s 2= x 2-x 1= v 0T +a （3T 2）/2s 3= x 3-x 2= v 0T +a （5T 2）/2……再把相邻各s 值依次相减（称为x 的二次逐差），得到Δs 1= s 2-s 1= aT 2Δs 2= s 3-s 2= aT 2……Δs n = s n+1-s n = aT 2可以看出Δs n 是常量，并由此可求出 212Ts s T s a n n n -=∆=+ ② 我们的实验就是利用打点计时器在纸带上打出一系列点迹（每隔0.02s 打一个点），如下图所示，在纸带上可测各x 的值，或直接测量各段位移s 的值（由于中学课本不讲位置x 与时间t 的关系，因此课本上采用的是直接测量位移s 的值的方法），并根据Δs n 是否是常量来判断该运动是不是匀变速直线运动，如果是匀变速直线运动，则可利用上面的②式来求加速度的值。
逐差法5个数怎么使用
逐差法5个数怎么使用
逐差法公式运用：△X=at2，X3-X1=X4-X2=Xm-X（m-2）。
逐差法是一种常用的数据处理方法。
扩展资料
逐差法求加速度
如果你用（X5-X4）+（X4-X3）+（X3-X2）+（X2-X1）=4△x=4aT2，到最后发现误差仍然存在。
因为中间的项都可以被消除，无法体现减小误差的初衷。
所以用(X5-X2)+(X4-X1)=2*3△x=6aT2，可以减小误差来求加速度。
逐差法充分利用了测量数据，又保持了多次测量的优点，减少了测量误差。
逐差法应用实例
在高中物理“求匀变速直线运动物体的加速度”实验中分析纸带。
运用公式△X=at2;X3-X1=X4-X2=Xm-X（m-2）
当时间间隔T相等时，假设测得X1,X2,X3,X4四段距离，那么加速度a=[(X4-X2)+(X3-X1)]/2×2T2。
高中物理逐差法求加速度
高中物理逐差法求加速度逐差法是一种利用物理量之间的相互关系来求解问题的方法。
在高中物理中，逐差法常用来求解运动的相关物理量，例如位移、速度、加速度等。
要求加速度的逐差法，需要满足以下几点：需要知道两个或两个以上时刻的位移和对应的时间。
需要知道两个或两个以上时刻的速度和对应的时间。
逐差法求解加速度需要利用速度公式：v = v0 + at，其中v 是末速度，v0 是初速度，a 是加速度，t 是时间。
通过解方程的方式求解加速度a。
下面是一个示例：假设有一个物体在t1 时刻的位移为x1，t2 时刻的位移为x2，t1 时刻的速度为v1，t2 时刻的速度为v2。
我们希望通过逐差法求出这个物体在t1 到t2 时间内的加速度。
根据速度公式，我们可以得到：v1 = v0 + a × (t2 - t1)v2 = v1 + a × (t2 - t1)将式子组合一下，得到：v2 - v0 = 2 × a × (t2 - t1)同时，位移公式为：x2 - x1 = (v1 + v2) × (t2 - t1) / 2将x1 和x2 代入上式，得到：将x2 - x1 代入上式，得到：v2 - v0 = 2 × a × (t2 - t1) = 2 × [(x2 - x1) / (t2 - t1)] / (t2 - t1) 化简得到：a = (v2 - v0) / (2 × (t2 - t1)) = (x2 - x1) / (t2 - t1)^2这样，我们就可以计算出这个物体在t1 到t2 时间内的加速度了。
逐差法是一种简单实用的方法，在解决运动问题时可以考虑使用。
但是要注意，这种方法的精度受到时间间隔的影响，时间间隔越小，精度越高。
5个数逐差法计算公式
5个数逐差法计算公式逐差法在物理学实验中经常被用到，特别是处理纸带问题的时候，那咱们今天就来好好聊聊 5 个数逐差法的计算公式。
逐差法的目的是为了减小偶然误差，充分利用测量数据。
咱们先假设这 5 个数依次是 a1、a2、a3、a4、a5。
那逐差法的计算公式就是：Δx = [(a3 - a1) + (a4 - a2) + (a5 - a3)] / 3咱们来举个例子，假设这 5 个数分别是 2、4、6、8、10。
按照公式，先算 (a3 - a1) ，也就是 6 - 2 = 4；然后 (a4 - a2) ，即 8 - 4 = 4；最后 (a5 - a3) ，为 10 - 6 = 4 。
把这三个差值加起来：4 + 4 + 4 = 12 ，再除以 3 ，得到 4 。
这就求出了这组数据的平均差值。
我还记得之前给学生们讲这个知识点的时候，有个学生特别可爱。
他一直不太理解为啥要这么算，总是按照自己的想法来，结果算得乱七八糟。
我就给他打了个比方，我说这就好比你要去一个地方，有三条路可以选，你不能只走一条，得综合考虑，才能找到最稳当、最准确的那条路。
这孩子一下子就明白了，后来做这类题再也没出错。
逐差法的应用很广泛，比如说在探究加速度与力、质量的关系实验中，通过测量打点计时器在纸带上打出的点之间的距离，然后用逐差法就能算出加速度。
在实际的学习和应用中，大家一定要注意数据的准确性和计算的细心程度。
可别像有的同学，数都能抄错，那再厉害的公式也救不了啦！总之，掌握好 5 个数逐差法的计算公式，能让我们在处理数据的时候更加得心应手，更准确地得出结论。
希望大家都能把这个小技巧牢牢掌握，在学习的道路上越走越顺！。
逐差法 演示文稿
A B C D E
F
1．如图所示，某同学在做“研究匀变速直线 运动”的实验中，由打点计时器得到表示小 车运动过程的一条清晰纸带，纸带上相邻两 计数点的时间间隔为t=0.1 s,其中s1=7.05 cm,s2=7.68 cm,s3=8.33 cm,s4=8.95 cm,s5=9.61 cm,s6=10.26 cm，则A点处的瞬时速度大小 是_________ m/s；小车运动的加速度计算 表达式为____算结果保留两位有效数 字）.
由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的即时速度大小 v4＝________m／s，小车的加速度大小a＝________m／s2
A
交流 ; 20.1 ; 0.96m/s ; 1.92 0 1 3 4 5
6
B
在“探究小车速度随时间均匀变化的规 律”的实验中，得到一条纸带如图所示， A,B,C,D,E,F为相邻的6个计数点，若相 邻计数点的时间间隔为T=0.1s，用刻度 尺量得AB=1.50cm,EF=3.10cm，可估 测小车的加速度大小为————，由此 可进一步求出打下B点时小车的速度大 小为————。
逐差法的原理与应用(2)
逐差法的原理与应用逐差法作为物理实验中常用的一种数据处理方法，在高中大部分资料里并没有被深入阐释，从而导致学生理解和应用困难；本文从逐差法的适用条件、操作过程和应用实例、误差分析等多个角度对逐差法进行了深入细致的分析，有望突破这一难点。
高中物理中，在用纸带法测量加速度时，很多资料介绍了逐差法，但是从考试和练习情况来看，学生对逐差法掌握得并不好，究其原因，实际上是大部分学生对逐差法的操作过程不理解不熟悉所致；而很多资料中，出现了在测量弹簧劲度系数、测量定值电阻、测量磁感应强度等问题中逐差法的应用的题目，更是对学生提出了深入理解、灵活迁移的要求。
因此，从根本上把逐差法的适用条件、操作过程、减小误差等诸方面搞清楚，是完全必要的。
我们通过对比研究已知的逐差法适用题型，并对逐差法进行理论分析，从而得到了本篇文章研究的结果，现发出来与大家分享，同时欢迎大家的批评指正。
一、逐差法的适用条件——等差数列求公差从理论上讲，一个物理量（因变量）随另一个物理量（自变量）成线性规律变化时，如果自变量的变化采用等差递增方式，则理论上讲，因变量也应该是等差递增的，也就是说因变量数列应该是一个等差数列；但由于实验测量时误差的不可避免，实际测量得到的因变量的数列并不是严格的等差数列，在有的情况下，为了得到理论上需要的公差，就需要采用一种计算操作，实现多次测量求平均值的目标，从而求得误差较小的公差值。
这时，我们往往采用所谓的“逐差法”。
二、逐差法求公差的操作过程设一个物理量b 随另一个物理量a 理论上讲成线性规律变化，实验时让a 等差递增，从而得到一个b 的数列{}i b ，理论上讲，该数列是公差确定的等差数列，即db b b b b b b b ==-=-=-=-...45342312则理论上讲，就应该有d n m b b n m )(-=-，比如d b b 314=-、d b b 325=-、d b b 336=-。
但实际上，实验测量不可避免的存在误差，因此实验计算的结果是1143d b b =-2253d b b =-3363d b b =-我们就可以通过将这几个i d 取平均值，从而计算出实验测得的该数列的公差)(31321d d d d ++=最后可以得到33)()()333(31123456362514⨯++-++=-+-+-=b b b b b b bb b b b b d 上述求公差的计算方法，就叫做逐差法。
逐差法
字)
0 1
x
1ห้องสมุดไป่ตู้
x
2
x
3
x
4
S后 S前 a 2 T
例1:
某同学用打点计时器测定加速度，在得到的纸带上 选取七个计数点（相邻两个计数点之间还有四个点未 画出）, 如图(3)所示，图中s1=4.81cm，s2=5.29cm, s3=5.76cm，s4=6.25cm，s5=6.71cm，s6=7.21cm。 已知打点计时器所用交流电频率为50Hz，则加速度的 大小为 ______ 0.48 m/s2（结果保留两位有效数字）。
Δ S2 = S 5 – S2 = 3a2
Δ S3 = S6 – S3 = 3a3
T2
( a1 a2 a3 ) ( S 4 S5 S6 ) ( S1 S2 S3 ) a 2 3 ( 3T )
逐差法的实质是将纸带分为两大 段: 设T′为大段的时间，则
S n S n1 第n点的瞬时速度 Vn 2T
例 3： 在“探究小车速度随时间变化的关系”的实验中， 所用交流电的频率为50Hz。某次实验中得到的一条
纸带如图所示，从比较清晰的点起，每五个点取一个
点作为计数点,分别标明0、1、2、3、4.量得 x1=30.0mm, x2=36.0mm, x3=42.0mm, x4=48.0mm, 则打点2时小车的瞬时速度为 0.390 m/s和小车的 加速度为 0.600 m/s2 。(实验结果保留三位有效数 2 3 4
二、逐差法充分利用测量数据减小误差
s4 s1 a1 3T 2
s5 s2 a2 3T 2
s6 s3 a3 2 3T
a1 a2 a3 a 3 ( s4 s1 ) ( s5 s2 ) ( s6 s3 ) 2 9T ( s4 s5 s6 ) ( s1 s2 s3 ) 2 9T
大学物理实验数据处理
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 8
不同类型的坐标纸
直角坐标纸
单对数坐标纸
双对数坐标纸
极坐标纸
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 9
图解法
利用图示法得到的测量量之间的关系曲线，求出有物理意义的参数，这一实验数据的处理方法 称为图解法。在物理实验中遇到最多的图解法的例子是通过图示的直线关系确定直线的参数-----截 距和斜率。
（1）确定直线图形的斜率和截距 （2）曲线的改直
非线性关系数据可进行曲线改直后再处理
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 16
=20044
Ri
北方民族大学物理实R验i中ti心
tFi2undamental physics experiment 27
a R bt
b
tR tR
2
t
t2
3. 写出待求关系式：
R70.790.287t3
R－－；t－－℃ 北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 28
1.1500
0.8000
1.1000
0.4000
1.0500
t(℃)
t(℃)
o
20.0 0
40.0 0
60.00
80.00
100.0 0
120.0 0
140.00
定容气体压强～温度曲线
1.0000 20.00
30.0 0
40.0 050.00 6Fra bibliotek.00 70.00
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逐差法处理数据例题：
用振幅极值法测声速的公式为f v ⋅=λ，现测得连续的极大值或极小值位置
（f=,仪器可估读，精度）
（如果要求用逐差法处理数据，列表时最好分两行制表，也可直接多做一行空格放逐差后的项）
数据处理：列表逐差求i L ∆值如下表
由数据表中的数据逐差求i L ∆值
单位：mm
（也可不列表，直接用公式代入数据求各逐差项）
由上表中的i L ∆值可得：L ∆=
6
i L ∑∆=
mm
贝塞尔公式得： =，又由6
)
()(L S L S ∆=∆ 将各i L ∆值及L ∆值代入上两式得： )(L S ∆= mm ≈
声速测量仪可估读， > ,
)(L S ∆取
由极值法测声速原理公式
f L f v ⋅∆=⋅=2λ得
f
L v ⋅∆=2= s m /
由标准偏差传递公式得
f
L S v S ⋅∆=)(2)(= s m /
则声速的结果表达式为 v = (352±2) s m /
1
6)(2-∆-∆=∆
∑）（i
i
L L L S
2100﹪≈﹪E =⨯
352。