大学物理实验绪论课习题及其参考答案 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
习 题 1、下列各量是几位有效数字？ （1）地球平均半径km R 22.6371= 6位 （2）s T 0010.2= 5位 （3）真空中的光速s m c /299792458= 9位 （4）cm l 00058.0= 2位 （5）地球到太阳的平均距离km s 810496.1?= 4位 （6）J 23109.2? 2位 2、按有效数字运算法则计算下列各式 （1）06546.06.547.255++ （2）218.311.855.90-- （3）0.145.12.91÷? ×102 （4）100)23.10025.100(÷- 2×10-3 （5）0.2001.22??π （6）) 001.000.1)(0.3103()3.1630.18(00.50+--? 3、按照误差理论和有效数字运算法则改正错误 （1）mm h 5.026.25±= mm h 5.03.25±=→ （2）015330'±'= θ 2.06.30±=→θ （3）nm 46.06.579±=λ nm 5.06.579±=→λ （4）2911/)1032.41067.1(m N Y ?±?=211/10)04.067.1(m N Y ?±=→ （5）m cm 5500= m cm 00.5500=→
（6）25.25.12= 2.25.12=→ （7）mA A I 10010000.0== mA A I 000.10010000.0==→ （8）06330.0是三位有效数字 位有效数字4→ 4、用一级千分尺测量一小球的直径，测得数据如下： 000.10:)(mm d i ，998.9，003.10，002.10，997.9，001.10，998.9，999.9，004.10，997.9。计算直径的算术平均值、标准误差、相对误差以及正确表达测量结果。 解：) (000.10)997.9004.10999.9998.9001.10997.9002.10003.10998.9000.10(10 110110 1 mm d d i i =+++++++++?=?=∑= 结果表示：)(004.0000.10mm d d d ±=±=σ 5、计算下列数据的算术平均值、绝对误差、相对误差以及正确表达测量结果。 356.2:)(m R i ，345.2，348.2，355.2，354.2，353.2。 解： )(352.2)353.2354.2355.2348.2345.2356.2(6 16161m R R i i =+++++?=?=∑= 结果表示：)(004.0352.2m R R R ±=?±= 6、一个圆柱体，测得其直径为mm d 006.0987.10±=，高度为 cm h 005.0526.4±=，质量为g m 006.0106.149±=，计算该圆柱体的密度、标准误差、相对误差以及正确表达测量结果。 解：)/(748.34432cm g h d m =??=πρ 7、计算下列各式的绝对误差、相对误差以及正确表达测量结果。
4 练 习 题 注意 解实验练习题本身并不是目的，真正的目的是要掌握进行科学实验方法中各主要环节．因此，在做每一道习题之前，必需先看清题意要求，再看一看教材中有关内容，然后，在有关原理、规则的指导下完成各习题．理解与习题有关的基本原理比得到一个正确的答案要重要得多． 1．测读实验数据． （1）指出下列各量为几位有效数字，再将各量改取成三位有效数字，并写成标准式． ① 1.0850 cm ； ② 2575.0 g ； ③ 3.141592654 s ； ④ 0.86249 m ； ⑤ 0.0301 kg ； ⑥ 979.436 cm s -2 （2）按照不确定度理论和有效数字运算规则，改正以下错误： ① 0.30 m 等于30 cm 等于300 mm ． ② 有人说0.1230是五位有效数字，有人却说是三位有效数字，请改正并说明原因． ③ 某组测量结果表示为： d 1 =（10.800±0.02）cm d 2 =（10.800±0.123）cm d 3 =（10.8±0.002）cm d 4 =（10.8±0.12）cm 试正确表示每次测量结果，计算各次测量值的相对不确定度． 2．有效数字的运算． （1）试下列完成测量值的有效数字运算： ① sin60o00′ ② lg7.48 ③e 3.687 （2）某间接测量的函数关系为y = x 1+x 2，x 1，x 2为实验值． 若 ① x 1 = 1.1±0.1 cm ，x 2 = 2.387±0.001 cm ； ② x 1 = 37.13±0.02 mm ，x 2 = 0.623±0.001 mm ； 试求算出y 的实验结果． （3）Z=α+β-γ；其中α = 1.218±0.002（Ω）；β = 2.1±0.2（Ω）； γ = 2.14±0.03（Ω）试计算出Z 的实验结果． （4）U = IR ，今测得 I = 1.00±0.05（A ），R = 1.00±0.03（Ω），试算出U 的实验结果． （5）试利用有效数字运算法则，计算下列各式的结果（应写出每一步简化的情况）： ① =?0.200.40000.76 ② =+??×) 001.000.1)(0.3103()3.1630.18(00.50
大学物理实验绪论课练习题参考答案 1、解： ① 08.1 ②862.0 ③1.27 ④61097.8-? ⑤15.3 ⑥6.52 ⑦8.10 ⑧464.0 2、解：①cm L )35.083.12(±= ②kg m 310)10.050.1(?±= ③mA I )024.0746.38(±= ④ m 50.0=cm 50=mm 2100.5? ⑤()2 cm /s 004.0125.980±=g ⑥m 10371.6km 63716?==R 8．解：①D C B A N 435--+= 001036.0456303754.2102.382?-?-?+= 004144.016818770.502.382--+=219= ④rad x 7836.0=，0001.0=?x ，设=y x sin ，x x y ??=?cos 00007.0=，则x sin 取到小数点后5位，即x sin 0.70583= ⑤00.210000.10)00.7800.79()412.46.5(0.100+?-+?000 .1000.10.100.100??=00.210+00.210100+=310= ⑥0.4720596403.4)08.12.142(-?+1244 03.43.143?=464.0= 12 ① )z (4)()()(222u y u x u f u ++= ②y x y x f +-= )()11()()11()() ln()ln(ln 2222y u y x y x x u y x y x f f u y x y x f ++-++--=+--= )()()(2)(22222y u x x u y y x f u ++= ⑦L r Mgl E 2π= )()1()()2()()1()()1()(ln ln 2ln ln ln ln 22222222L u L r u r l u l M u M E E u L r l M g E +++=--++=π
实验绪论课作业答案 1、(1) 44.02 m (2) 12.40±0.01 m (3) 13.59 kg (4) 0.289m (5) 5.27 m (6) 5.61×104 m 2 3、V = 4 πh ?d 2 = 1.963×10-4 m 3 方法一 ：?V = |h V ??|?h +|d V ??|?d = 4π(d 2 ??h + 2h ?d ??d) =0.01×10-4 m 3 方法二 ：V V ? = h h ? + d d ?2 = 0.005 ?V = 0.005 ? V= 0.01×10-4 m 3 V = ( 1.96 ± 0.01 )×10-4 m 3 B = V V ?= 0.5% P=99.7% 方法三 ：方和根传递法 ?V=()()2222d d V h h V ???? ????+???? ???? =4π()()()22242d hd h d ?+?=0.008×10-4 m 3 V = ( 1.963 ± 0.008) ×10-4 m 3 B = V V ?= 0.4% P=99.7% 4、 (1) ±0.5 mm (2) ±1℃ (3) ±0.01g (4) ±0.05 mm (6) ±1.5 mA (或 ±2 mA) 5、 L =1.449×10-2 m L σ=())110(102--∑i i L L = 0.004×10-2 m L=(1.449±0.004) ×10-2 m B = 0.3% P =68.3% L=(1.45±0.01) ×10-2 m B = 0.7% P =99.7% 6、 R x =2 1R R ?R O = 92.5Ω
第一章绪论 本章主要阐述了流体力学的概念与发展简史；流体力学的概述与应用；流体力学课程的性质、目的、基本要求；流体力学的研究方法及流体的主要物理性质。流体的连续介质模型是流体力学的基础，在此假设的基础上引出了理想流体与实际流体、可压缩流体与不可压缩流体、牛顿流体与非牛顿流体概念。 第一节流体力学的概念与发展简史 一、流体力学概念 流体力学是力学的一个独立分支，是一门研究流体的平衡和流体机械运动规律及其实际应用的技术科学。 流体力学所研究的基本规律，有两大组成部分。一是关于流体平衡的规律，它研究流体处于静止（或相对平衡）状态时，作用于流体上的各种力之间的关系，这一部分称为流体静力学；二是关于流体运动的规律，它研究流体在运动状态时，作用于流体上的力与运动要素之间的关系，以及流体的运动特征与能量转换等，这一部分称为流体动力学。 流体力学在研究流体平衡和机械运动规律时，要应用物理学及理论力学中有关物理平衡及运动规律的原理，如力系平衡定理、动量定理、动能定理，等等。因为流体在平衡或运动状态下，也同样遵循这些普遍的原理。所以物理学和理论力学的知识是学习流体力学课程必要的基础。 目前，根据流体力学在各个工程领域的应用，流体力学可分为以下几类： 能源动力类： 水利类流体力学：面向水工、水动、海洋等； 机械类流体力学：面向机械、冶金、化工、水机等； 土木类流体力学：面向市政、工民建、道桥、城市防洪等。 二、流体力学的发展历史 流体力学的萌芽，是自距今约2200年以前，西西里岛的希腊学者阿基米德写的“论浮体”一文开始的。他对静止时的液体力学性质作了第一次科学总结。 流体力学的主要发展是从牛顿时代开始的，1687年牛顿在名著《自然哲学的数学原理》中讨论了流体的阻力、波浪运动，等内容，使流体力学开始成为力学中的一个独立分支。此后，流体力学的发展主要经历了三个阶段： 1.伯努利所提出的液体运动的能量估计及欧拉所提出的液体运动的解析方法，为研究液体运动的规 律奠定了理论基础，从而在此基础上形成了一门属于数学的古典“水动力学”（或古典“流体力学”）。 2.在古典“水动力学”的基础上纳维和斯托克思提出了著名的实际粘性流体的基本运动方程 ——N-S方程。从而为流体力学的长远发展奠定了理论基础。但由于其所用数学的复杂性和理想流体模型的局限性，不能满意地解决工程问题，故形成了以实验方法来制定经验公式的“实验流体力学”。但由于有些经验公式缺乏理论基础，使其应用范围狭窄，且无法继续发展。
大学物理实验绪论课习题及其参考答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
- 2 - 习 题 1、下列各量是几位有效数字？ （1）地球平均半径km R 22.6371= 6位 （2）s T 0010.2= 5位 （3）真空中的光速s m c /299792458= 9位 （4）cm l 00058.0= 2位 （5）地球到太阳的平均距离km s 810496.1?= 4位 （6）J 23109.2? 2位 2、按有效数字运算法则计算下列各式 （1）06546.06.547.255++ 261.1 （2）218.311.855.90-- 51.2 （3）0.145.12.91÷? 1.3×102 （4）100)23.10025.100(÷- 2×10-3 （5）0.2001.22??π 25.2 （6） ) 001.000.1)(0.3103()3.1630.18(00.50+--? 1.00 3、按照误差理论和有效数字运算法则改正错误 （1）mm h 5.026.25±= mm h 5.03.25±=→ （2）015330'±'= θ 2.06.30±=→θ （3）nm 46.06.579±=λ nm 5.06.579±=→λ （4）2911/)1032.41067.1(m N Y ?±?=211/10)04.067.1(m N Y ?±=→
- 3 - （5）m cm 5500= m cm 00.5500=→ （6）25.25.12= 2.25.12=→ （7）mA A I 10010000.0== mA A I 000.10010000.0==→ （8）06330.0是三位有效数字 位有效数字4→ 4、用一级千分尺测量一小球的直径，测得数据如下： 000.10:)(mm d i ，998.9，003.10，002.10，997.9，001.10，998.9，999.9，004.10，997.9。计算直径的算术平均值、标准误差、相对误差以及正确表达测量结果。 解： ) (000.10)997.9004.10999.9998.9001.10997.9002.10003.10998.9000.10(10 110110 1 mm d d i i =+++++++++?=?=∑= )(003.0)(911012mm d d S i i d =-=∑= 3 004.03mm S ins ins =?= )(004.022mm S S ins d d =+=σ %040.0%100=?=d E d d σ 结果表示：)(004.0000.10mm d d d ±=±=σ 5、计算下列数据的算术平均值、绝对误差、相对误差以及正确表达测量结果。 356.2:)(m R i ，345.2，348.2，355.2，354.2，353.2。
大学物理实验绪论答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
实验绪论课作业答案 1、(1) 44.02 m (2) 12.40±0.01 m (3) 13.59 kg (4) 0.289m (5) 5.27 m (6) 5.61×104 m 2 3、V = 4πh ?d 2 = 1.963×10-4 m 3 方法一 ：?V = |h V ??|?h +|d V ??|?d = 4π(d 2 ??h + 2h ?d ??d) =0.01×10-4 m 3 方法二 ：V V ? = h h ? + d d ?2 = 0.005 ?V = 0.005 ? V= 0.01×10-4 m 3 V = ( 1.96 ± 0.01 )×10-4 m 3 B = V V ?= 0.5% P=99.7% 方法三 ：方和根传递法 ?V=()()2222d d V h h V ???? ????+???? ???? =4π()()()22242d hd h d ?+?=0.008×10-4 m 3 V = ( 1.963 ± 0.008) ×10-4 m 3 B = V V ?= 0.4% P=99.7% 4、 (1) ±0.5 mm (2) ±1℃ (3) ±0.01g (4) ±0.05 mm (6) ±1.5 mA (或 ±2 mA) 5、 L =1.449×10-2 m L σ=())110(102--∑i i L L = 0.004×10-2 m L=(1.449±0.004) ×10-2 m B = 0.3% P =68.3% L=(1.45±0.01) ×10-2 m B = 0.7% P =99.7% 6、 R x =2 1R R ?R O = 92.5Ω
环境生态学讲义： 第一章绪论 一、生态学概述 生态学现实意义 生态学基本理论 生态学方法论 二、环境生态学定义 一般认为，环境生态学是研究人为干扰下，生态系统内在的变化机制、规律和对人类的反映效应，寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学。 ——即用生态学的理论，阐明人与环境间相互作用的机制和效应以及解决环境问题的生态途径的科学。（金岚盛连喜等，1991） 三、环境生态学的形成与发展 1、产生：20世纪60年代—对传统行为和观念的反思
265 1. 测读实验数据。 1) 指出下列各量为几位有效数字，再将各量改取为三位有效数字，并写成标准式。 ① 1.0850 ㎝ ５位 1.08 ㎝ ② 2575.0g ５位 2.58 103 g ③ 3.1415926s ８位 3.14s ④ 0.86429m ５位 0.864m ⑤ 0.0301 ㎏ ３位 0.0301 kg ⑥ 979.436 cm s 2 ６位 2 979cm s 2 (2) 按照不确定度理论和有效数字运算规则，改正以下错误： ① 0.30m 等于 30cm 等于 300mm 。 改正 : 0.30m 等于 30cm 等于 3.0 102 mm . ② 有人说 0.1230 是五位有效数字， 有人说是三位有效数字， 请改正并说明原因。 改正 : 0.1230 是四位有效数字 原因: 以第一个不为零的数字为起点 , 从左往右数 ,有几个数字就是几位有效数 字. ③ 某组测量结果表示为： d 1=( 10.800 0.02 )cm d 2 =( 10.800 0.123)cm d 3=(10.8 0.002 )cm d 4 =( 10.8 0.12 )cm 试正确表示每次测量结果，计算各次测量值的相对不确定度。 改正 : d 1=( 10.80 0.02 )cm d 2 =(10.8 0.2)cm d 3 =(10.8 0.1)cm d 4 =(10.8 0.2)cm 2. 有效数字的运算 ( 1) 试完成下列测量值的有效数字运算： ① sin20 ° 6′ sin20° 5′ =0.34338 sin20 °7′ =0.34393 所以 sin20°6′ =0.343659694=0.3437 ② lg480.3 lg480.2=2.68142 习题答案 E r (d 1) 0.02 100% 0.2% r 1 10.80 0.2 E r (d 2) 0.2 100% 2% r 2 10.8 E r (d 3) 0.1 100% 1% r 3 10.8 0.2 E r (d 4) 0.2 100% 2% 10.8 lg480.4=2.68160
班级 姓名 学号 成绩 （请各班学习委员将作业按学号从大到小排列后交回） 1、评述下列各误差的定义。 1）含有误差的值与其真值之差为误差； 2）某一量值与其算术平均值之差为误差； 3）加工实际值与其标称值之差为误差； 4）测量值与其真值之差为误差； 5）错误值与其真值之差为误差。 2、方差是什么？标准差是什么？为什么可以用它们能描述测量的重复性或测量的稳定性？σ与n /σ的区别是什么？ 3、计算y x 3=?的值及其标准偏差。已知：x=2,01.0=x σ,y=3,02.0=y σ。 4、按关系A=uIt 求焦耳值时，测得t u u t u u ±=±=±=2.6037.120u 10.330I i ，，。且已知u i =0.015A ，u u =0.3V ，u t =0.2s ，都为均匀分布。
5、某胶体浓度与密度的关系可以看为直线，试做直线拟合计算。数据如下： 浓度：4.04,3.64,3.23,2.83,2.42,2.02,1.62,1.21,0.81,0.40,0.00 密度：1.0005,1.0002,0.9998,0.9994,0.9911，0.9988,0.9984,0.9981, 0.9977,0.9973,0.9970 6、将下列物理量进行单位换算,并用科学记数法正确表达其换算结果。 m = (312.670±0.002)kg 换算成g 和mg 。 7、有甲、乙、丙三人共同用千分尺测量一圆球的直径。在算出直径的最佳值和不确定度后,各人所表达的测量结果分别是：甲：(1.2802±0.002)cm ；乙：(1.280±0.002)cm ；丙：(1.28±0.002)cm 。问哪一个人表示得正确？另两人错在什么地方？ 8、按照误差理论和有效数字运算规则改正以下错误： ⑴ q = (1.61243±0.28765)×10－19C ⑵ 有人说0.2870有五位有效数字,有人说只有三位,请纠正并说明理由。 ⑶ 有人说0.0008g 比8.0g 测得准确,试纠正并说明理由。 ⑷ 28cm = 280mm ⑸ 0.0221×0.0221 = 0.00048841 ⑹ 6.1160.121500400-?= 600000
大学物理实验绪论答案附解析 1. 下面哪种说法正确？D A. 间接测量结果有效数字位数的多少由测量仪器的精度决定。 B. 间接测量结果有效数字位数的多少由计算器数码显示位数的多少决定。 C. 间接测量结果有效数字位数的多少由所用的单位决定。 D. 间接测量结果有效数字位数的多少由其不确定度决定。 2. 某物理量的测量结果为n=1.6532（0.0007），下面对该结果的解释哪种是正确的？C A. 表明该物理量的数值有两种可能，即n=1.6525 或n=1.6539 。 B. 表明该物理量的数值是（1.6525，1.6539）区间内的任何值。 C. 表明该物理量的真值有较大的概率位于（1.6525，1.6539）区间内。 D. 表明该物理量的真值不在（1.6525，1.6539）区间内。 3. 在相同的测量条件下，对同一物理量进行多次重复测量，并以各次测量值的算数平均值作为该物理 量的测量结果，以下哪种说法是正确的？B A. 这样做可以减小系统误差。 B. 这样做可以减小随机误差。 C. 这样做可以得到该物理量的真值。
D. 这只是处理测量数据的一种方法，不能减小误差，与真值也没关系。 4. 以下关于系统误差的说法哪个是正确的？D A. 系统误差是没有规律的误差。 B. 系统误差就是指来源于测量仪器的误差。 C. 系统误差是正性误差。 D. 系统误差是可正可负的。 5. 用最小分度为0.2s 的计时器测量时间，一次测量的结果是 56.4s，正确的表达式是哪一个？C A. 56.4(0.1)s C. 56.40（0.06）s B. 56.40(0.10)s D. 56.4（0.2）s 6. 已知 D H M 2 4 π ρ= ，其中M = 276.180（0.020）g ，D = 3.662（0.005）cm，H = 12.180（0.010） cm，M、D、H 这三个测量量中哪一个量的测量对ρ的不确定度影响最大？A A. M 的测量对ρ的不确定度影响最大。
习 题 1、下列各量是几位有效数字？ （1）地球平均半径km R 22.6371= 6位 （2）s T 0010.2= 5位 （3）真空中的光速s m c /299792458= 9位 （4）cm l 00058.0= 2位 （5）地球到太阳的平均距离km s 8 10496.1?= 4位 （6）J 23109.2? 2位 2、按有效数字运算法则计算下列各式 （1）06546.06.547.255++ 261.1 （2）218.311.855.90-- 51.2 （3）0.145.12.91÷? 1.3×102 （4）100)23.10025.100(÷- 2×10-3 （5）0.2001.22??π 25.2 （6）)001.000.1)(0.3103()3.1630.18(00.50+--? 1.00 3、按照误差理论和有效数字运算法则改正错误 （1）mm h 5.026.25±= mm h 5.03.25±=→ （2）015330'±'= θ 2.06.30±=→θ （3）nm 46.06.579±=λ nm 5.06.579±=→λ （4）2911/)1032.41067.1(m N Y ?±?=2 11/10)04.067.1(m N Y ?±=→ （5）m cm 5500= m cm 00.5500=→ （6）25.25.12= 2.25.12=→ （7）mA A I 10010000.0== mA A I 000.10010000.0==→ （8）06330.0是三位有效数字 位有效数字4→
4、用一级千分尺测量一小球的直径，测得数据如下： 000.10:)(mm d i ，998.9， 003.10，002.10，997.9，001.10，998.9，999.9，004.10，997.9。计算直径的算术平均值、标准误差、相对误差以及正确表达测量结果。 解：) (000.10)997.9004.10999.9998.9001.10997.9002.10003.10998.9000.10(10 110110 1 mm d d i i =+++++++++?=?=∑= )(003.0)(911012mm d d S i i d =-=∑= 3 004.03mm S ins ins =?= )(004.022mm S S ins d d =+=σ %040.0%100=?=d E d d σ 结果表示：)(004.0000.10mm d d d ±=±=σ 5、计算下列数据的算术平均值、绝对误差、相对误差以及正确表达测量结果。 356.2:)(m R i ，345.2，348.2，355.2，354.2，353.2。 解： )(352.2)353.2354.2355.2348.2345.2356.2(6 16161m R R i i =+++++?=?=∑= )(004.0616 1 m R R R i i =-?=?∑= %16.0%100=??=R R E R 结果表示：)(004.0352.2m R R R ±=?±= 6、一个圆柱体，测得其直径为mm d 006.0987.10±=，高度为 cm h 005.0526.4±=，质量为g m 006.0106.149±=，计算该圆柱体的密度、标准误差、相对误差以及正确表达测量结果。 解：)/(748.34432cm g m =??=πρ %16.00016.0)()2()( 222==+?+=h d m E h d m σσσρ
实验绪论课作业答案 1、(1) m (2) ± m (3) kg (4) (5) m (6) ×104 m 2 3、V = 4πh ?d 2 = ×10-4 m 3 方法一 ：?V = |h V ??|?h +|d V ??|?d = 4π(d 2 ??h + 2h ?d ??d) =×10-4 m 3 方法二 ：V V ? = h h ? + d d ?2 = ?V = ? V= ×10-4 m 3 V = ( ± )×10-4 m 3 B = V V ?= % P=% 方法三 ：方和根传递法 ?V=()()2222d d V h h V ???? ????+???? ???? =4π()()()22242d hd h d ?+?=×10-4 m 3 V = ( ± ×10-4 m 3 B =V V ?= % P=% 4、 (1) ± mm (2) ±1℃ (3) ± (4) ± mm (6) ± mA (或 ±2 mA) 5、 L =×10-2 m L σ=())110(102--∑i i L L = ×10-2 m L=± ×10-2 m B = % P =% L=± ×10-2 m B = % P =% 6、 R x =2 1R R ?R O = Ω
①. 方法一 ：?R x = | 1R R x ??|?R 1 +|2R R x ??|?R 2 +|0R R x ??|?R 0 = 2R R o ?R 1 +22 1R R R o ?R 2+21R R ?R 0 =+ + = Ω 方法二 ：x x R R ? = 11R R ? + 22R R ?+ 00R R ? = ?R x = ?R x = Ω R x = ±Ω B = % P = % ②. ?R x =()()()202022222121R R R R R R R R R x x x ????? ????+????? ????+????? ????=Ω ≈Ω R x = ±Ω B = % P = %
第一章绪论 1.1什么是计算物理 计算物理学是物理学中实验物理学、理论物理学两大分支之外的第三大分支。它是以现代计算机为工具、应用适当的数学方法，对物理问题进行数值计算及分析，对物理过程进行数值模拟计算的一门新的物理学科分支学科，是物理学、数学与计算机科学三者相结合的交叉、综合学科。 计算物理学是随着计算机技术的飞跃进步而不断发展的一门学科，在借助各种数值计算方法的基础上，结合了实验物理和理论物理学的成果，开拓了人类认识自然界的新方法。 计算物理学作为物理学的一个独立分支，不仅与传统的实验物理学及理论物理学一起成为现代物理学的鼎立三足，而且深入现代的实验物理学及理论物理学之中，发挥着从未有过的独特作用。理论物理没有计算无力支撑，研究难以深入；而实验物理不用计算物理的方法对实验结果进行处理，也很难甚至无法从复杂的测量结果中提取有用的物理信息，计算物理学已经成为现代物理学的基石。 当代物理学工作者，无论是从事理论物理研究还是从事实验物理研究，都必须掌握计算物理的概念和方法，具备计算物理应用能力。同样，计算物理学工作者不仅需要坚实的物理基础、熟谙实验物理学方法，更重要的是需要掌握现代计算方法和应用现代计算机，解决科学前沿领域和重大工程技术中中传统理论方法及目前技术无能为力的问题。 1.2计算物理的起源，形成和发展 1.2.1传统物理学的发展和面临的主要困难 传统的物理学有实验物理学和理论物理学两大分支，长期以来，这两大物理学分支相辅相成的推动着物理学科的发展。在十九世纪中叶以前，物理学基本上属于属于实验科学，大部分的物理规律都是基于实验归纳得出的，所以，实验物理常给人们形成是物理学基础的印象。然而到了1886年，麦克斯韦（Maxswell）总结归纳出电磁场麦克斯韦方程组，进而语言电磁波的存在，诗人们看到了物理理论思维和演绎归纳方法巨大威力，有别于实验物理相对独立，从而开始形成物理学的另外一个分支—理论物理学。到了20世纪初，随着量子力学和相对论的诞生，使物理学进入一个全新的时代，理论物理学发展成为一支成熟的分支学科，从此传统物理学形成了理论物理与实验物理两大分支。 我们知道，理论物理是从一些里基本物理原理出发，对研究问题作出适当的近似，给出合理的物理模型，列出数学方程，然后用传统的解析方法求出解析解，进而通过这些解析解得到的结论与实验结果的比较分析，解释已知的物理实验现
265 习题答案 1. 测读实验数据。 （1） 指出下列各量为几位有效数字，再将各量改取为三位有效数字，并写成标准式。 ① 1.0850㎝ ５位 1.08㎝ ② 2575.0g ５位 g 31058.2? ③ 3.1415926s ８位 3.14s ④ 0.86429m ５位 0.864m ⑤ 0.0301㎏ ３位 0.0301kg ⑥ 979.4362 -?s cm ６位 2 979-?s cm (2) 按照不确定度理论和有效数字运算规则，改正以下错误： ① 0.30m 等于30cm 等于300mm 。 改正: 0.30m 等于30cm 等于mm 2 100.3?. ② 有人说0.1230是五位有效数字，有人说是三位有效数字，请改正并说明原因。 改正: 0.1230是四位有效数字 原因: 以第一个不为零的数字为起点,从左往右数,有几个数字就是几位有效数字. ③ 某组测量结果表示为： d 1=(02.0800.10±)cm d 2=(123.0800.10±)cm d 3=(002.08.10±)cm d 4=(12.08.10±)cm 试正确表示每次测量结果，计算各次测量值的相对不确定度。 改正: d 1=(02.080.10±)cm %2.0%10080.1002 .0)(1=?=d E r d 2=(2.08.10±)cm %2%1008.102 .0)(2=?=d E r d 3=(1.08.10±)cm %1%1008.101 .0)(3=?=d E r d 4=(2.08.10±)cm %2%1008 .102 .0)(4=?=d E r 2. 有效数字的运算 （1） 试完成下列测量值的有效数字运算： ① sin20°6′ sin20°5′=0.34338 sin20°7′=0.34393 所以 sin20°6′=0.343659694=0.3437 ② lg480.3 lg480.2=2.68142 lg480.4=2.68160
第一章：绪论 §1.1信号与系统（《信号与系统》第二版（郑君里）1.1） 图1-1 典型通信系统 消息（Message）：信源的输出+语义学上的理解。 信号（Signal）：Information Vector（Signum），它携带或蕴含或本身即为信息。 信息（Information）：消息，内容，情报（见牛津英文词典）。 语用层次上的信息：效用 信息语义层次上的信息：含义 语法层次上的信息：形式（狭义信息——Shannon信息论）系统（System）：由若干个相互作用的物理对象和物理条件（统称为系统元件） 组成的具有特定功能的整体。 本课程内容与定位： ?信号的表示（分析）：把信号分解成它的各个组成分量或成份的概念、理论和方法，即用简单表示复杂。 ?信号通过线性时不变系统的分析： ?系统分析：在给定系统的条件下，研究系统对于输入激励信号所产生的输出响应。 ?系统综合：按某种需要规定出系统对于给定激励的响应，并根据此要求设计系统。 ?支撑系统分析、信号处理两类课程 ?四个系统分析层次 （1）信号与系统：信号的表示，信号通过系统的响应，系统设计； （2）线性系统理论：系统的状态空间描述与运动分析，可控性、可观性、 稳定性、鲁棒性、反馈系统时域设计； （3）高等系统分析：不确定性原理与反演问题； （4）复杂系统分析：现代系统论、非线性理论、人工生命方法。 ?四个系统分析层次 （1）数字信号处理（DSP）
（2）现代信号处理 （3）时间序列分析 §1.2 信号分类与典型确定性信号（《信号与系统》第二版（郑君里）1.2，1.4） 确定性信号：由确定系统产生、具有确定参数、按确定方式变化的信号。 随机信号：具有不可预知的不确定性的信号。 非确定性信号 模糊信号：（例：高矮，胖瘦，冷热，亮暗，……）。 周期信号：f (t ) = f (t + nT )，n ∈ Z 非周期信号：f (t )≠ f (t + nT )，? n ∈ Z 伪随机信号：具有周期性的随机信号。周期无穷大则为随机信号。 按时间和取值的连续性，可组合成四种信号：模拟、阶梯、抽样、数字。 连续时间信号：在所讨论的时间区域内任意时间点上都有定义（给出确定但可能不唯一的信号取值）的信号。 模拟信号：时间和取值都连续的信号。 阶梯信号：时间连续、取值离散的信号。 离散时间信号：只在某些不连续的时间点或区间上有定义（给出信号取值）的信号。 抽样信号：幅值具有无限精度的离散时间信号。 数字信号：幅值具有有限精度的离散时间信号。 图1-2 抽样信号举例 典型确定性信号： ? 指数信号： ()t f t K e α=? （1-1） 其中，K 、α为实数。 ? 正弦信号： ()()sin f t A t ωθ=+ （1-2）
物理实验绪论课作业 一、选择题 1、下列说法中正确的是 A 、 随机误差的大小和正负无规律，所以它可以是任意值； B 、 只要观测的对象不变，同一个人用相同仪器测其随机误差是不变的； C 、 正态分布随机误差的抵偿性，是说随机误差的算术平均值随测量次数的增加而趋向于零； D 、 用算术平均误差估算随机误差最方便最合理。 2、下列测量方法中，消除系统误差的测量方法有： A 、 交换法 ； B 、 补偿法 ； C 、 模拟法 ； D 、 替代法 ； E 、 比较法 ； F 、 放大法 。 3、下列说法中正确的是。 A 、 误差是测量值与真值之差； B 、 偏差是测量值与算术平均值之差； C 、 通过一次测量即可求出标准偏差S x ，所以称之为单次测量的标准偏差； D 、 我们在实验中是用平均值的标准偏差来作为随机误差的估算值。 二、指出下列各数各是几位有效数字 0.0001 1.0001 2.7031025 486.135 0.0300 三、将前四个数取三位有效数字；后四个数取四为有效数字。 0.086294 27.053 8.971310-6 0.020000 3.1415 4.32749 4.32650 100.349 四、根据有效数字运算规则，计算下列各式。 98.754+1.3 ； 107.50-2.5 ； 111130.100 ； 0.00345630.038 ； 237.5÷0.10 ； 15÷3.142 ； 76.00÷(40.00-2.0) ； 50.0003(18.30-16.3) ÷[(103-3.0)3(1.00+0.001)]； 1000.03(5.6+4.412) ÷[(78.00-77.0)310.000]； 100.00÷(25.00-5.0) 五、下列表达式有错误，请改正。 1、A=（17000±100）Km ； 正： 2、B=（1.001730±0.0005）s ； 正： 3、C=（10.8100±0.7）c ； 正： 4、D=(18.5476±0.2249)v 。 正： 六、单位换算，并用科学记数法表示。 M=(201.750±0.001)g= kg = mg 七、有等精度测量列X i ：29.18 、29.24 、29.27 、29.45 、29.26 ，求该测量列的算术平均值X 、标准偏差X S 及平均值的标准偏差X S
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 大学物理实验绪论 物理实验绪论课作业一、选择题 1、下列说法中正确的是 A、随机误差的大小和正负无规律，所以它可以是任意值； B、只要观测的对象不变，同一个人用相同仪器测其随机误差是 不变的； C、正态分布随机误差的抵偿性，是说随机误差 的算术平均值随测量次数的增加而趋向于零； D、用算术平 均误差估算随机误差最方便最合理。 2、下列测量方法中，消除系统误差的测量方法有： A、交换法； B、补偿法； C、模 拟法； D、替代法； E、比较法； F、放 大法。 3、下列说法中正确的是。 A、误差是测量值与真值之差； B、偏差是测 量值与算术平均值之差； C、通过一次测量即可求出标准偏 差Sx ，所以称之为单次测量的标准偏差； D、我们在实 验中是用平均值的标准偏差来作为随机误差的估算值。 二、指出下列各数各是几位有效数字 25 486. 135 0. 0300 0. 0001 1. 0001 2. 7010三、将前四个数取三位有效数字；后四个数取四为有效数字。 0. 086294 27. 053 8. 97110-6 0. 020190 3. 1415 1 / 13
4. 32749 4. 32650 100. 349 四、 根据有效数字运算规则，计算下列各式。 98. 754+1. 3 ；107. 50-2. 5 ； 11110. 100 ； 0. 0034560. 038 ； 237. 50. 10 ； 153. 142 ； 76. 00(40. 00-2. 0) ； 50. 000(18. 30-16. 3) [(103-3. 0)(1. 00+0. 001)]； 1000. 0(5. 6+4. 412) [(78. 00-77. 0)10. 000]； 100. 00(25. 00-5. 0) 五、下列表达式有错误，请改正。 1、 A=（17000100） Km；正： 2、 B=（1. 0017300. 0005） s；正： 3、 C=（10. 81000. 7） c；正： 4、 D=(18. 54760. 2249)v。 正： 六、单位换算，并用科学记数法表示。 M=(201. 7500. 001)g= kg = mg 七、有等精度测量列 Xi ： 29. 18 、 29. 24 、 29. 27 、 29. 45 、 29. 26 ，求该 测量列的算术平均值X 、标准偏差XS 及平均值的标准偏差XS 八、写出下列函数的不确定度传播公式和最终结果表达式。 1、函数式： N=A+2B+C-5D , 式中各直接测得量： A=(38. 2060. 001)cm； B=(13. 24870. 0001)cm； C=(161.