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逐差法公式是什么

发布日期:2025-04-11

逐差法是为提高实验数据的利用率,减小了随机误差的影响,另外也可减小中仪器误差分量,因此是一种常用的数据处理方法。常见的逐差法公式应用场景有两种:

匀变速直线运动中求加速度

在匀变速直线运动实验中,通过打点计时器得到纸带,纸带上有一系列计数点,相邻计数点间的时间间隔为TT,测量出各段位移x1x_1x2x_2x3xnx_3\cdots x_n
当有偶数段位移(设为66段位移x1x_1x2x_2x3x_3x4x_4x5x_5x6x_6 )时,加速度aa的计算公式为:
a=(x4+x5+x6)(x1+x2+x3)9T2a = \frac{(x_4 + x_5 + x_6)-(x_1 + x_2 + x_3)}{9T^2}

一般地,若有2n2n段位移,则加速度aa的公式为:
a=(xn+1+xn+2++x2n)(x1+x2++xn)n2T2a = \frac{(x_{n + 1} + x_{n + 2} + \cdots + x_{2n})-(x_1 + x_2 + \cdots + x_n)}{n^2T^2}

当有奇数段位移(设为77段位移x1x_1x2x_2x3x_3x4x_4x5x_5x6x_6x7x_7)时,通常舍去中间一段位移(这里舍去x4x_4 ),然后按照偶数段位移的计算方式,加速度aa的计算公式为:
a=(x5+x6+x7)(x1+x2+x3)9T2a = \frac{(x_5 + x_6 + x_7)-(x_1 + x_2 + x_3)}{9T^2}

弹簧劲度系数测量实验中的应用

在探究弹簧弹力与伸长量关系实验中,给弹簧依次增加相同质量的钩码,记录弹簧的伸长量x1x_1x2x_2x3xnx_3\cdots x_n 。与匀变速直线运动类似,若有2n2n个数据,根据胡克定律F=kxF = kxFF是弹簧弹力,kk是劲度系数,xx是弹簧伸长量),通过逐差法求弹簧劲度系数kk的公式为:
k=(Fn+1+Fn+2++F2n)(F1+F2++Fn)(xn+1+xn+2++x2n)(x1+x2++xn)k = \frac{(F_{n + 1} + F_{n + 2} + \cdots + F_{2n})-(F_1 + F_2 + \cdots + F_n)}{(x_{n + 1} + x_{n + 2} + \cdots + x_{2n})-(x_1 + x_2 + \cdots + x_n)}

其中Fi=mgiF_i = mg_imm是单个钩码质量,gg是重力加速度,gig_i表示第ii次挂钩码的总质量对应的重力)。

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