初升高物理銜接知識(shí)第3講

1、PAGE PAGE 6初升高物理銜接知識(shí)第3講對(duì)物理實(shí)驗(yàn)中的一些理論、方法、儀器總結(jié)歸納一. 教學(xué)內(nèi)容1. 誤差（1）誤差：測(cè)量值與真實(shí)值的差異稱為誤差。誤差存在于一切測(cè)量之中，而且貫穿測(cè)量過(guò)程的始終。（2）系統(tǒng)誤差與偶然誤差：從誤差來(lái)源看，誤差根據(jù)其性質(zhì)分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差。 系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)誤差主要是由于實(shí)驗(yàn)原理不夠完備、實(shí)驗(yàn)儀器精度不夠或?qū)嶒?yàn)方法粗略而產(chǎn)生的。系統(tǒng)誤差的基本特點(diǎn)是：實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)真實(shí)值偏差總是具有相同的傾向性，即總是偏大或偏小。減小系統(tǒng)誤差的方法有：改善實(shí)驗(yàn)原理、提高實(shí)驗(yàn)儀器的測(cè)量精度、設(shè)計(jì)更精巧的實(shí)驗(yàn)方法。 偶然誤差：偶然誤差是由于各種偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)者和實(shí)驗(yàn)儀器的影響而產(chǎn)生

2、的。偶然誤差的特點(diǎn)是：有時(shí)偏大，有時(shí)偏小，且偏大和偏小的機(jī)會(huì)相等。減小偶然誤差的方法有：多次實(shí)驗(yàn)取平均值。通常將足夠多次數(shù)的測(cè)量結(jié)果的平均值取為該待測(cè)量的真實(shí)值。（3）絕對(duì)誤差與相對(duì)誤差：從分析數(shù)據(jù)看，誤差分為絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。 絕對(duì)誤差：絕對(duì)誤差是測(cè)量值與真實(shí)值之差。即絕對(duì)誤差，它反映測(cè)量值偏離真實(shí)值的大小。 相對(duì)誤差：相對(duì)誤差等于絕對(duì)誤差與真實(shí)值之比。常用百分?jǐn)?shù)表示：。相對(duì)誤差反映了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確程度。 對(duì)于兩個(gè)測(cè)量值的評(píng)估，必須考慮其相對(duì)誤差。絕對(duì)誤差大者，其相對(duì)誤差不一定大。2. 有效數(shù)字（1）有效數(shù)字：帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫做有效數(shù)字。有效數(shù)字的最后一位是誤差所在位。（2）

3、有效數(shù)字位數(shù)的判定方法： 從左往右數(shù)，從第一個(gè)不為零的數(shù)字起，數(shù)到右邊最末一位估讀數(shù)字止。 有效數(shù)字的位數(shù)與小數(shù)點(diǎn)的位置無(wú)關(guān)，可以采用科學(xué)記數(shù)法來(lái)表示。如，有三位有效數(shù)字。 以從左往右第一個(gè)不為零數(shù)字為標(biāo)準(zhǔn)，其左邊的“0”不是有效數(shù)字，其右邊的“0”是有效數(shù)字。如0.0123是3位有效數(shù)字，0.01230是4位有效數(shù)字。 作為有效數(shù)字的“0”，不可省略不寫(xiě)。如不能將1.350cm寫(xiě)成1.35cm，因?yàn)樗鼈兊恼`差不相同。3. 測(cè)量的錯(cuò)誤與誤差（以長(zhǎng)度測(cè)量為例）測(cè)量的錯(cuò)誤與誤差是兩個(gè)完全不同的概念。錯(cuò)誤是應(yīng)該也可以避免的，而誤差是絕對(duì)不可避免的，即無(wú)論你想什么法子都不可能沒(méi)有誤差，只是誤差的大小不

4、同而已。（1）測(cè)量的錯(cuò)誤是人造成的。尺的放置和怎樣讀取結(jié)果是有一定規(guī)則的，按規(guī)則進(jìn)行是正確的，不按規(guī)則進(jìn)行就是錯(cuò)誤的，測(cè)量的結(jié)果也是錯(cuò)誤的。按規(guī)則測(cè)量這是人能做到的事情，因此測(cè)量的錯(cuò)誤是可以避免的。（2）任何一個(gè)被測(cè)物體都有自己一定的尺寸，即都有各自的真實(shí)長(zhǎng)度值真實(shí)值，我們用尺去測(cè)量得到的結(jié)果稱為測(cè)量值，真實(shí)值是唯一的，而測(cè)量值可以是多個(gè)值，測(cè)量值與真實(shí)值之間的差異叫誤差。產(chǎn)生誤差的原因是多方面的，主要關(guān)系到兩大方面： 與儀器（即尺）有關(guān) 與人有關(guān)事實(shí)上，我們所說(shuō)的測(cè)量精確也好、準(zhǔn)確也好，都是有誤差的精確或準(zhǔn)確，都是相對(duì)的精確或準(zhǔn)確。例如：用最小分度值是厘米的尺來(lái)測(cè)量，誤差不會(huì)超過(guò)1cm；用小

5、分度值是mm的尺來(lái)測(cè)量，誤差不會(huì)超過(guò)1mm；用最小分度值是百分之一毫米的尺來(lái)測(cè)量，誤差不會(huì)超過(guò)百分之一毫米，相對(duì)而言，最小分度值越小測(cè)量的誤差也就越小。（3）減小誤差的辦法：誤差不可避免，但可以盡量減小誤差。例如選用制作精確的尺，估讀認(rèn)真細(xì)心些，在這樣的基礎(chǔ)上，還可以采取多次測(cè)量求平均值的方法來(lái)減小誤差。這從兩個(gè)方面來(lái)達(dá)到。 一般來(lái)說(shuō)，同一把尺上不同部位的刻度間距不可能絕對(duì)均勻，可能會(huì)有輕微的不均勻現(xiàn)象。多次測(cè)量時(shí)，應(yīng)該盡量用尺的不同部位來(lái)測(cè)量，如果刻度有輕微的不均勻現(xiàn)象，就可能某幾次測(cè)量結(jié)果偏大，而另外幾次測(cè)量結(jié)果偏小，取所有測(cè)量結(jié)果的平均值，就可以使偏大偏小相互抵消一些，從而使誤差相應(yīng)地小

6、些。 因?yàn)闇y(cè)量需要估讀，而估讀可能偏大也可能偏小，在多次測(cè)量中，可能某幾次估讀偏大，而另外幾次估讀偏小，取平均值會(huì)使偏大偏小相互抵消一些，從而使誤差相應(yīng)地減少些。計(jì)算平均值時(shí)有一個(gè)原則應(yīng)該遵守：原測(cè)量結(jié)果有效數(shù)字是幾位，取其平均值的數(shù)，有效數(shù)字也取幾位，若多，則四舍五入；若少，則補(bǔ)零。4. 近似數(shù)與有效數(shù)字（1）課本對(duì)近似數(shù)，有效數(shù)字的定義與說(shuō)明。利用四舍五入法取一個(gè)數(shù)的近似數(shù)時(shí)，四舍五入到哪一位，就說(shuō)這個(gè)近似數(shù)精確到哪一位。對(duì)于一個(gè)近似數(shù)，從左邊第一個(gè)不是0的數(shù)字起，到精確到的數(shù)位止，所有的數(shù)字都叫做這個(gè)數(shù)的有效數(shù)字。（2）從上面說(shuō)明與定義，結(jié)合數(shù)字，從下面幾個(gè)方面幫助大家認(rèn)識(shí)近似數(shù)與有效數(shù)

7、字。 數(shù)可以大致分為兩類，即精確數(shù)和近似數(shù)。如（1）世界上只有一個(gè)地球。（2）我校有26個(gè)班級(jí)，其中一班五十三人，其中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)是精確的，叫做精確數(shù)。再如：（3）（4）這本書(shū)的長(zhǎng)度大約為14.72cm。這些數(shù)據(jù)都是近似數(shù)，在這些近似數(shù)中，如，3.1這兩位數(shù)字是準(zhǔn)確的，末尾數(shù)字“4”是估計(jì)的，不準(zhǔn)確。再如14.72中的1、4、7是準(zhǔn)確的，而末尾數(shù)字“2”是估計(jì)的，不準(zhǔn)確。近似數(shù)大致有這兩類，一類是“計(jì)算時(shí)”四舍五入得到的，如，再一類是測(cè)量得到的，如這本書(shū)的長(zhǎng)度大約為14.72cm。 測(cè)量與記錄結(jié)果 如測(cè)量長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間等的數(shù)據(jù)，在記錄時(shí)應(yīng)帶上單位。如一位同學(xué)測(cè)數(shù)學(xué)課本寬為14.75cm。倒數(shù)第

8、二位“7”是十分位，所對(duì)應(yīng)單位為刻度尺的最小刻度mm；倒數(shù)第一位是百分位，估計(jì)值，體現(xiàn)出測(cè)量的精確程度，在使用工具測(cè)量時(shí)，測(cè)量記錄結(jié)果可以估計(jì)到最小刻度后一位。 有效數(shù)字的認(rèn)識(shí) 如（1）“1.235”這個(gè)數(shù)中有效數(shù)字為1、2、3、5。（2）0.001 200 350 00這個(gè)數(shù)中有效數(shù)字為1、2、0、0、3、5、0、0、0共九位，有效數(shù)字是這個(gè)數(shù)從左邊第一位不為零的數(shù)字起，到這個(gè)數(shù)末位數(shù)字止的所有數(shù)字。 精確數(shù)位的認(rèn)識(shí)給你一個(gè)數(shù)，四舍五入法，取近似數(shù)，從三個(gè)方面精確數(shù)位：（1）精確到萬(wàn)位等，（2）精確到萬(wàn)分位等，（3）保留幾位有效數(shù)字。例如我國(guó)人口第五次人口普查有1295330000人。（1）

9、精確到萬(wàn)位，寫(xiě)為129 533萬(wàn)。（2）保留三位有效數(shù)字寫(xiě)為。再如。（1）保留小數(shù)點(diǎn)后三位，寫(xiě)為0.014。（2）精確到萬(wàn)分位，寫(xiě)為0.0136。 兩類特殊數(shù)的認(rèn)識(shí)第一類：“阿拉伯?dāng)?shù)+漢字”。如：1.2萬(wàn)第二類：“科學(xué)記數(shù)法”表示的數(shù)。如：。有些數(shù)在四舍五入取近似數(shù)時(shí)，需要精確到哪位時(shí)，就用上面的這兩類。如中的兩個(gè)例子。 三組概念的比較與認(rèn)識(shí)第一組是“精確數(shù)”與“精確到哪位”。“精確數(shù)”是一個(gè)數(shù)，它不是四舍五入得到的，它本身是一個(gè)準(zhǔn)確的?！熬_到哪位”是數(shù)位，通過(guò)四舍五入法取近似數(shù)而到哪位。如hand由4個(gè)字母組成，這4是精確數(shù)，如1.278精確到百分位寫(xiě)為1.28，通過(guò)四舍五入法得到，這個(gè)數(shù)

10、是不準(zhǔn)確的。第二組是“精確到哪位”與“哪位準(zhǔn)確”，我們已經(jīng)明確了“精確到哪位”，而“哪位準(zhǔn)確”是指四舍五入得到數(shù)的非末尾數(shù)字，都是準(zhǔn)確的，只有末尾數(shù)字不準(zhǔn)確，如1.278中1、2、7是準(zhǔn)確的，末尾數(shù)字8不準(zhǔn)確。第三組是“精確數(shù)”與“近似數(shù)”，精確數(shù)的每個(gè)數(shù)位上的數(shù)都是準(zhǔn)確的，與實(shí)際相符的數(shù)，而近似數(shù)是“四舍五入”得到的數(shù)。5. 幾種常用的實(shí)驗(yàn)儀器（1）刻度尺 刻度尺：刻度尺又稱米尺，常用米尺的最小分度為1mm，量程不等。 注意事項(xiàng) 米尺的刻度線要緊貼待測(cè)物，避免視差。 測(cè)量起點(diǎn)不一定選在“0”刻度線，只要操作盡量簡(jiǎn)便即可。 毫米以下的數(shù)值靠目測(cè)估讀一位，估計(jì)至最小刻度值的1/10。 測(cè)量精度要

11、求較高時(shí)，要進(jìn)行重復(fù)測(cè)量后取平均值。（2）秒表秒表的構(gòu)造 外殼按鈕：使指針啟動(dòng)、停止和回零。 表盤刻度：如圖所示，長(zhǎng)針是秒針指示大圓周的刻度，其最小分度一般是0.1s，秒針轉(zhuǎn)一圈是30s；短針是分針，指示小圓圈的刻度，其最小分度值常見(jiàn)為0.5min。 注意事項(xiàng) 檢查秒表零點(diǎn)是否準(zhǔn)確。如不準(zhǔn)，應(yīng)記下其讀數(shù)，并對(duì)讀數(shù)作修正。 實(shí)驗(yàn)中切勿摔碰秒表，以免震壞。 實(shí)驗(yàn)完畢，應(yīng)讓秒表繼續(xù)走動(dòng)，使發(fā)條完全放松。 對(duì)秒表讀數(shù)時(shí)一般不估讀，因?yàn)闄C(jī)械表采用的齒輪傳動(dòng)，指針不可能停在兩小格之間，所以不能估讀出比最小刻度更短的時(shí)間。（3）電壓表與電流表 直流電流表的量程為00.6A3A，內(nèi)阻一般在以下（毫安表的內(nèi)阻一

12、般在幾歐幾十歐）。直流電壓表的量程為03V15V，兩個(gè)量程的內(nèi)阻分別約為和。 注意事項(xiàng) 機(jī)械零點(diǎn)的調(diào)整：在不通電時(shí)，指針應(yīng)指在零刻度的位置。 選擇適當(dāng)量程：估算電路中的電流或電壓，指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿度的以上。若無(wú)法估算電路中的電流和電壓，則應(yīng)先選用較大的量程，再逐步減小量程。 正確接入電路：電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中，電壓表應(yīng)并聯(lián)在電路中，兩種表都應(yīng)使電流從正接線柱流入，負(fù)接線柱流出。 正確讀數(shù)：根據(jù)所選量程的準(zhǔn)確度，正確讀出有效數(shù)字和單位。 注意內(nèi)阻：電流表和電壓表一方面作為儀器使用，同時(shí)又是被測(cè)電路中的一個(gè)電阻，實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有特別要求時(shí)，一般不考慮它們的內(nèi)阻對(duì)電路的影響，但在有些測(cè)量中，不能忽視它們的內(nèi)

13、阻對(duì)被測(cè)電路的影響，如伏安法測(cè)電阻等?！灸M試題】1.（2004，長(zhǎng)沙）如圖1所示，AO是一用來(lái)提升重物的杠桿，在圖中畫(huà)出F1和F2力臂。2.（2004，四川）在圖2中，用一個(gè)動(dòng)滑輪和兩個(gè)定滑輪組成的滑輪組提升重物A。要求作用在繩子自由端的拉力方向向下，有三段繩子承擔(dān)物重。請(qǐng)?jiān)趫D2中畫(huà)出繩子的繞法。 圖13.（2004，北京海淀）（1）圖3所示，一元硬幣直徑的測(cè)量值是 cm。 圖3 圖4（2）所示，某房間所掛溫度計(jì)的示數(shù)是 。圖2（3）某同學(xué)為檢驗(yàn)所買標(biāo)稱為132g包裝的方便面是否足量，它用調(diào)整好的天平進(jìn)行測(cè)量。天平在測(cè)量時(shí)，砝碼的質(zhì)量和游碼的示數(shù)如圖5所示，則他所測(cè)方便面的質(zhì)量為 g。 圖5

14、 圖6（4）測(cè)量滑動(dòng)摩擦力大小時(shí)，用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)木塊在水平面上勻速滑動(dòng)，如圖6所示，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是 N。4.（2004，北京）如圖7所示，接觸面磨平的兩塊鉛，用力壓緊可以使它們結(jié)合在一起，這說(shuō)明分子之間存在 力。 5.（2004，上海）研究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)情況如圖8所示， 圖7圖中A是 （選填器材名稱），放在“燭焰”上的手指 被燒痛（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）。 圖86.（2004，山西）某固態(tài)物質(zhì)加熱后成了液態(tài)，隨后停止加熱讓它冷卻，并記錄溫度與時(shí)間的變化關(guān)系如表1。由于疏忽，有一個(gè)溫度值記錯(cuò)了，請(qǐng)你分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并回答：表1時(shí)間/min0246810121416182022溫度/9

15、89185807969797571676461（1）錯(cuò)誤數(shù)據(jù)是 。（2）該物質(zhì) 晶體（填“是”或“不是”），其理由是 。（3）寫(xiě)出一條新的發(fā)現(xiàn) 。7.（2004，沈陽(yáng)）如圖9所示，掛在彈簧測(cè)力計(jì)下方的鐵塊置于一匝數(shù)可變的電磁鐵的上方。（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S由4調(diào)到3時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變大，這說(shuō)明電磁鐵通電時(shí) 。（2）當(dāng)S接2時(shí)，要想使彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)在測(cè)量范圍內(nèi)變大，可采取的方法是 （寫(xiě)出一條即可）。 圖98.（2004，天津）現(xiàn)在手頭上有一個(gè)阻值為的定值電阻，一個(gè)電壓大約為35V的電源，一個(gè)量程只有0.6A的電流表，一個(gè)最大阻值約為的滑動(dòng)變阻器，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，比較精確地測(cè)量一個(gè)阻值約為左右的待測(cè)電阻的阻值，要求：（1）畫(huà)出電路圖；（2）寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟及標(biāo)明需要測(cè)量哪些量；（3）用這些測(cè)量的量導(dǎo)出計(jì)算待測(cè)電阻阻值的數(shù)學(xué)表達(dá)式（可以重復(fù)組合電路）?！驹囶}答案】1. 如圖所示2. 如圖所示3.（1）2.50 （2）22 （3）133 （4）