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1、初升高物理衔接知识第3讲对物理实验中的一些理论、方法、仪器总结归纳一. 教学内容1. 误差（1）误差：测量值与真实值的差异称为误差。误差存在于一切测量之中，而且贯穿测量过程的始终。（2）系统误差与偶然误差：从误差来源看，误差根据其性质分为系统误差和偶然误差。 系统误差：系统误差主要是由于实验原理不够完备、实验仪器精度不够或实验方法粗略而产生的。系统误差的基本特点是：实验结果对真实值偏差总是具有相同的倾向性，即总是偏大或偏小。减小系统误差的方法有：改善实验原理、提高实验仪器的测量精度、设计更精巧的实验方法。 偶然误差：偶然误差是由于各种偶然因素对实验者和实验仪器的影响而产生的。偶然误差的特点是：
2、有时偏大，有时偏小，且偏大和偏小的机会相等。减小偶然误差的方法有：多次实验取平均值。通常将足够多次数的测量结果的平均值取为该待测量的真实值。（3）绝对误差与相对误差：从分析数据看，误差分为绝对误差和相对误差。 绝对误差：绝对误差是测量值与真实值之差。即绝对误差，它反映测量值偏离真实值的大小。 相对误差：相对误差等于绝对误差与真实值之比。常用百分数表示：。相对误差反映了实验结果的精确程度。 对于两个测量值的评估，必须考虑其相对误差。绝对误差大者，其相对误差不一定大。2. 有效数字（1）有效数字：带有一位不可靠数字的近似数字叫做有效数字。有效数字的最后一位是误差所在位。（2）有效数字位数的判定方法
3、： 从左往右数，从第一个不为零的数字起，数到右边最末一位估读数字止。 有效数字的位数与小数点的位置无关，可以采用科学记数法来表示。如，有三位有效数字。 以从左往右第一个不为零数字为标准，其左边的“0”不是有效数字，其右边的“0”是有效数字。如0.0123是3位有效数字，0.01230是4位有效数字。 作为有效数字的“0”，不可省略不写。如不能将1.350cm写成1.35cm，因为它们的误差不相同。3. 测量的错误与误差（以长度测量为例）测量的错误与误差是两个完全不同的概念。错误是应该也可以避免的，而误差是绝对不可避免的，即无论你想什么法子都不可能没有误差，只是误差的大小不同而已。（1）测量的错
4、误是人造成的。尺的放置和怎样读取结果是有一定规则的，按规则进行是正确的，不按规则进行就是错误的，测量的结果也是错误的。按规则测量这是人能做到的事情，因此测量的错误是可以避免的。（2）任何一个被测物体都有自己一定的尺寸，即都有各自的真实长度值真实值，我们用尺去测量得到的结果称为测量值，真实值是唯一的，而测量值可以是多个值，测量值与真实值之间的差异叫误差。产生误差的原因是多方面的，主要关系到两大方面： 与仪器（即尺）有关 与人有关事实上，我们所说的测量精确也好、准确也好，都是有误差的精确或准确，都是相对的精确或准确。例如：用最小分度值是厘米的尺来测量，误差不会超过1cm；用小分度值是mm的尺来测量
5、，误差不会超过1mm；用最小分度值是百分之一毫米的尺来测量，误差不会超过百分之一毫米，相对而言，最小分度值越小测量的误差也就越小。（3）减小误差的办法：误差不可避免，但可以尽量减小误差。例如选用制作精确的尺，估读认真细心些，在这样的基础上，还可以采取多次测量求平均值的方法来减小误差。这从两个方面来达到。 一般来说，同一把尺上不同部位的刻度间距不可能绝对均匀，可能会有轻微的不均匀现象。多次测量时，应该尽量用尺的不同部位来测量，如果刻度有轻微的不均匀现象，就可能某几次测量结果偏大，而另外几次测量结果偏小，取所有测量结果的平均值，就可以使偏大偏小相互抵消一些，从而使误差相应地小些。 因为测量需要估读
6、，而估读可能偏大也可能偏小，在多次测量中，可能某几次估读偏大，而另外几次估读偏小，取平均值会使偏大偏小相互抵消一些，从而使误差相应地减少些。计算平均值时有一个原则应该遵守：原测量结果有效数字是几位，取其平均值的数，有效数字也取几位，若多，则四舍五入；若少，则补零。4. 近似数与有效数字（1）课本对近似数，有效数字的定义与说明。利用四舍五入法取一个数的近似数时，四舍五入到哪一位，就说这个近似数精确到哪一位。对于一个近似数，从左边第一个不是0的数字起，到精确到的数位止，所有的数字都叫做这个数的有效数字。（2）从上面说明与定义，结合数字，从下面几个方面帮助大家认识近似数与有效数字。 数可以大致分为两
7、类，即精确数和近似数。如（1）世界上只有一个地球。（2）我校有26个班级，其中一班五十三人，其中出现的数据是精确的，叫做精确数。再如：（3）（4）这本书的长度大约为14.72cm。这些数据都是近似数，在这些近似数中，如，3.1这两位数字是准确的，末尾数字“4”是估计的，不准确。再如14.72中的1、4、7是准确的，而末尾数字“2”是估计的，不准确。近似数大致有这两类，一类是“计算时”四舍五入得到的，如，再一类是测量得到的，如这本书的长度大约为14.72cm。 测量与记录结果 如测量长度、质量、时间等的数据，在记录时应带上单位。如一位同学测数学课本宽为14.75cm。倒数第二位“7”是十分位，所
8、对应单位为刻度尺的最小刻度mm；倒数第一位是百分位，估计值，体现出测量的精确程度，在使用工具测量时，测量记录结果可以估计到最小刻度后一位。 有效数字的认识 如（1）“1.235”这个数中有效数字为1、2、3、5。（2）0.001 200 350 00这个数中有效数字为1、2、0、0、3、5、0、0、0共九位，有效数字是这个数从左边第一位不为零的数字起，到这个数末位数字止的所有数字。 精确数位的认识给你一个数，四舍五入法，取近似数，从三个方面精确数位：（1）精确到万位等，（2）精确到万分位等，（3）保留几位有效数字。例如我国人口第五次人口普查有1295330000人。（1）精确到万位，写为129
9、 533万。（2）保留三位有效数字写为。再如。（1）保留小数点后三位，写为0.014。（2）精确到万分位，写为0.0136。 两类特殊数的认识第一类：“阿拉伯数+汉字”。如：1.2万第二类：“科学记数法”表示的数。如：。有些数在四舍五入取近似数时，需要精确到哪位时，就用上面的这两类。如中的两个例子。 三组概念的比较与认识第一组是“精确数”与“精确到哪位”。“精确数”是一个数，它不是四舍五入得到的，它本身是一个准确的。“精确到哪位”是数位，通过四舍五入法取近似数而到哪位。如hand由4个字母组成，这4是精确数，如1.278精确到百分位写为1.28，通过四舍五入法得到，这个数是不准确的。第二组是“
10、精确到哪位”与“哪位准确”，我们已经明确了“精确到哪位”，而“哪位准确”是指四舍五入得到数的非末尾数字，都是准确的，只有末尾数字不准确，如1.278中1、2、7是准确的，末尾数字8不准确。第三组是“精确数”与“近似数”，精确数的每个数位上的数都是准确的，与实际相符的数，而近似数是“四舍五入”得到的数。5. 几种常用的实验仪器（1）刻度尺 刻度尺：刻度尺又称米尺，常用米尺的最小分度为1mm，量程不等。 注意事项 米尺的刻度线要紧贴待测物，避免视差。 测量起点不一定选在“0”刻度线，只要操作尽量简便即可。 毫米以下的数值靠目测估读一位，估计至最小刻度值的1/10。 测量精度要求较高时，要进行重复测
11、量后取平均值。（2）秒表 秒表的构造 外壳按钮：使指针启动、停止和回零。 表盘刻度：如图所示，长针是秒针指示大圆周的刻度，其最小分度一般是0.1s，秒针转一圈是30s；短针是分针，指示小圆圈的刻度，其最小分度值常见为0.5min。 注意事项 检查秒表零点是否准确。如不准，应记下其读数，并对读数作修正。 实验中切勿摔碰秒表，以免震坏。 实验完毕，应让秒表继续走动，使发条完全放松。 对秒表读数时一般不估读，因为机械表采用的齿轮传动，指针不可能停在两小格之间，所以不能估读出比最小刻度更短的时间。（3）电压表与电流表 直流电流表的量程为00.6A3A，内阻一般在以下（毫安表的内阻一般在几欧几十欧）。直
12、流电压表的量程为03V15V，两个量程的内阻分别约为和。 注意事项 机械零点的调整：在不通电时，指针应指在零刻度的位置。 选择适当量程：估算电路中的电流或电压，指针应偏转到满度的以上。若无法估算电路中的电流和电压，则应先选用较大的量程，再逐步减小量程。 正确接入电路：电流表应串联在电路中，电压表应并联在电路中，两种表都应使电流从正接线柱流入，负接线柱流出。 正确读数：根据所选量程的准确度，正确读出有效数字和单位。 注意内阻：电流表和电压表一方面作为仪器使用，同时又是被测电路中的一个电阻，实验中没有特别要求时，一般不考虑它们的内阻对电路的影响，但在有些测量中，不能忽视它们的内阻对被测电路的影响，
13、如伏安法测电阻等。【模拟试题】1.（2004，长沙）如图1所示，AO是一用来提升重物的杠杆，在图中画出F1和F2力臂。2.（2004，四川）在图2中，用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升重物A。要求作用在绳子自由端的拉力方向向下，有三段绳子承担物重。请在图2中画出绳子的绕法。 图13.（2004，北京海淀）（1）图3所示，一元硬币直径的测量值是 cm。 图3 图4（2）所示，某房间所挂温度计的示数是 。图2（3）某同学为检验所买标称为132g包装的方便面是否足量，它用调整好的天平进行测量。天平在测量时，砝码的质量和游码的示数如图5所示，则他所测方便面的质量为 g。 图5 图6（4）测量滑动
14、摩擦力大小时，用弹簧测力计拉动木块在水平面上匀速滑动，如图6所示，此时弹簧测力计的示数是 N。4.（2004，北京）如图7所示，接触面磨平的两块铅，用力压紧可以使它们结合在一起，这说明分子之间存在 力。 5.（2004，上海）研究平面镜成像特点的实验情况如图8所示， 图7图中A是 （选填器材名称），放在“烛焰”上的手指 被烧痛（选填“会”或“不会”）。 图86.（2004，山西）某固态物质加热后成了液态，随后停止加热让它冷却，并记录温度与时间的变化关系如表1。由于疏忽，有一个温度值记错了，请你分析实验数据并回答：表1时间/min0246810121416182022温度/989185807969797571676461（1）错误数据是 。（2）该物质 晶体（填“是”或“不是”），其理由是 。（3）写出一条新的发现 。7.（2004，沈阳）如图9所示，挂在弹簧测力计下方的铁块置于一匝数可变
