excel怎么用逐差法 6个数据怎么用逐差法


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一、缘起情境

在浩瀚的学术海洋中,高中物理教学里的一个实验话题总是引人深思。特别是高中不断出现的纸带类实验题,似乎为我们展现了一个不清晰、需要进一步探究的领域。值得注意的是,关于这一话题的公开参考答案并不多见,而各大教辅机构普遍采用的解析及参考答案大多主张使用逐差法来计算加速度。

这里提到的“纸带法测量加速度的计算方法”究竟是什么呢?它在教学实践中似乎已形成了一种近乎僵化的共识——只要涉及纸带法测量加速度,就必然采用逐差法。这样的做法是否真的合理?本文将对此进行深入探讨。

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旧文链接

本公众号在过往的讨论中,对“逐差法”的讲解及其实践应用进行了多角度的剖析。如系列教研分享:“基于‘目的+条件’观全面综合剖析纸带问题”、“关于‘逐差法’讲解,你讲对了吗?”等文章。还有全国各类高考真题评析以及物理实验题命制原则的思考等文章,为这一话题提供了丰富的讨论背景。

今天,一位同事带来了一道题目(为便于讨论,下文称其为原题),希望与大家共同探讨。此题在网络上广为引用,并常有基于其情境改编的出现。

原题及改编情况如下所述:

注意到,改编后的对实验数据进行了调整,以符合一线教学中普遍接受的“逐差法”思维。两个实验题中唯一的区别仅在于A点的实验数据,那么究竟哪个数据更接近实验真实情况呢?我们将从两个视角进行探讨:

视角①如果两题实验为同一实验,那么必然有一个数据是错误的或编造的。

视角②如果两题非同一实验,尽管其他点数据巧合相同的情况几乎不可能,但从读数数据上无法完全排除这种极小可能性。

无论哪种情况,我们均假设所给实验数据均为实际实验的正确数据。接下来,我们将基于这一前提进行深入讨论。

二、计算方法与答案探讨

在处理这类实验问题时,计算加速度主要有两种方法:

方法一:平均速度位移法

在匀变速直线运动中(对于非匀变速直线运动,在较短时间内可视为匀变速直线运动),一段时间内的平均速度等于该时间段内中间时刻的瞬时速度。结合题目情境,我们可以得到以下公式:

vB=(h3-h1)f/2 ①

再根据速度-位移公式,推导出重力加速度g的表达式。②

通过代入数据计算,我们可以得到g的值。就这种方法而言,原题计算结果的误差是否意味着实验数据读数误差大?并不一定。

方法二:“逐差法”

逐差法利用了匀变速直线运动的一个规律——连续相等时间T内的位移差是一个定值。针对题目情境,我们可以得到以下公式:④

同样地,代入数据计算后,我们会发现使用逐差法计算得到的重力加速度值与使用平均速度位移法得到的结果存在差异。那么,这是否意味着逐差法是最佳的计算方法?亦或是在实验数据较少的情况下,我们应如何选择计算方法?

对于上述问题及更多关于实验数据读数误差的判断、计算方法的选择等问题,由于时间关系,本文暂且搁笔。欢迎各位同仁朋友就两题谈谈自己的看法,并以留言的方式与大家一起深入探讨。

在物理的海洋中,每一个小小的实验背后都蕴藏着深深的学问。希望通过这样的讨论,我们能更深入地理解这些学问,更好地进行教学工作。

下期再见!