郭巍

(韶关市第五中学 广东 韶关 512026)

物理实验的系统误差，涉及实验方案、实验原理、数据处理等理论问题，也涉及器材选择、器材组合、实验操作等技能问题，历来是高考和各类物理考试的高频考点和热门考点.然而，此类考题的得分率却十分低，这一事实说明，分析实验的系统误差，仍是实验教学中的一大难点，有待进一步探究.为此，笔者尝试着用“图表导向法”分析实验的系统误差，即在理论推证的基础上，借助Excel表格及其图表导向功能，赋予推论以具体的数值(理论值或实验值)，将推论进一步数据化、图像化，从而图文并茂、一目了然、动态展现系统误差的成因及其变化规律.现以典型实验的系统误差分析为例，介绍“图表导向法”的具体实施，抛砖引玉以求日趋完善.

1 验证牛顿第二定律实验系统误差的分析

图1 图2

对此，不妨先作简要的理论分析.设图3所示的小车质量为M，砂和砂桶的质量为m，细线的拉力为F.

图3

若以砂和砂桶的重力mg充当小车所受的拉力F，可得小车所受合力的理想值为

F理=mg

小车加速度的理想值则为

然而，实验过程中小车所受的拉力F实和小车的加速度a实，却由动力学方程组

F实=Ma实

mg-F实=ma实

确定，即实验结果应为(不考虑测量误差)

以砂和砂桶的重力mg充当小车所受的拉力F所造成的系统误差为

依据上述解析式，虽然可从数学层面上解释系统误差的成因，但这种理性、抽象、甚至枯燥的数学解释，并未有效还原系统误差的物理情……