2.3 實(shí)驗(yàn)中的誤差與有效數(shù)字 課件-高一上學(xué)期物理魯科版（2019）必修第一冊(cè)

§2.3實(shí)驗(yàn)中的誤差與有效數(shù)字授課教師：戴秋戀2024年5月22日有效數(shù)字人們把測(cè)量結(jié)果中能反應(yīng)被測(cè)量大小的帶有一位估讀數(shù)字的全部數(shù)字稱(chēng)為有效數(shù)字可靠數(shù)字+存疑數(shù)字3.4、3.5？3.46可靠數(shù)字存疑數(shù)字有必要再繼續(xù)估讀下去嗎？比如讀成3.465？有效數(shù)字人們把測(cè)量結(jié)果中能反應(yīng)被測(cè)量大小的帶有一位估讀數(shù)字的全部數(shù)字稱(chēng)為有效數(shù)字10.4？10.40可靠數(shù)字存疑數(shù)字①默認(rèn)最后一位讀數(shù)為估讀，反映儀器的精確度。因此測(cè)量值最后的“0”不可隨意舍去可靠數(shù)字+存疑數(shù)字有效數(shù)字人們把測(cè)量結(jié)果中能反應(yīng)被測(cè)量大小的帶有一位估讀數(shù)字的全部數(shù)字稱(chēng)為有效數(shù)字可靠數(shù)字+存疑數(shù)字例：有效數(shù)字人們把測(cè)量結(jié)果中能反應(yīng)被測(cè)量大小的帶有一位估讀數(shù)字的全部數(shù)字稱(chēng)為有效數(shù)字可靠數(shù)字+存疑數(shù)字①默認(rèn)最后一位讀數(shù)為估讀，反映儀器的精確度。因此測(cè)量值最后的“0”不可隨意舍去②第一個(gè)非“0”數(shù)字前的“0”都不算有效數(shù)字③單位換算不改變有效數(shù)字的位數(shù)誤差按表現(xiàn)形式分為：

在絕對(duì)誤差相同的情況下，被測(cè)量的數(shù)值越大，測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差就越小，測(cè)量結(jié)果就越可靠。誤差按性質(zhì)與來(lái)源分為：1.系統(tǒng)誤差：由于測(cè)量原理不完善或儀器本身缺陷造成（1）特點(diǎn)：測(cè)量結(jié)果總是偏大/總是偏小（2）產(chǎn)生的主要原因：儀器制造、安裝或使用方法不正確，環(huán)境因素(溫度、濕度、電源等)影響等。（3）誤差減小的途徑：從根源消除/采用修正方法對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償例如：彈簧測(cè)力計(jì)未調(diào)零、臺(tái)秤未調(diào)零、刻度尺缺損……誤差按性質(zhì)與來(lái)源分為：2.偶然誤差：對(duì)同一物理量進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)，由于各種偶然因素產(chǎn)生的誤差（1）特點(diǎn)：測(cè)量結(jié)果時(shí)而偏大，時(shí)而偏?。?）誤差減小的途徑：多次測(cè)量取均值（多次重復(fù)測(cè)量同一物理量時(shí)，偏大或偏小的概率大致相等）例如：多次讀數(shù)時(shí)人眼位置的變化……累積放大法運(yùn)動(dòng)時(shí)間和位移的記錄打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電火花計(jì)時(shí)器運(yùn)動(dòng)時(shí)間和位移的記錄打點(diǎn)計(jì)時(shí)器——電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器永久磁鐵限位孔紙帶線圈振針振片復(fù)寫(xiě)紙定位軸壓紙框架電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用低壓交流的計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。它的工作電壓是4～6V。電源頻率是50Hz時(shí)，它每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)時(shí)間和位移的記錄打點(diǎn)計(jì)時(shí)器——電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器放電針紙盤(pán)軸電源開(kāi)關(guān)墨粉紙盤(pán)電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電時(shí)高溫使墨粉汽化在紙帶上顯示出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器。使用時(shí)，墨粉紙盤(pán)套在紙盤(pán)軸上，并夾在兩條紙帶之間。當(dāng)接通220V交流電源時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤(pán)到接負(fù)極的紙盤(pán)軸產(chǎn)生火花放電。于是在運(yùn)動(dòng)的紙帶上就打出一列點(diǎn)跡。電源頻率是50Hz時(shí)，它每隔0.02s打一次點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)時(shí)間和位移的記錄打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1.結(jié)構(gòu)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：

振針+墨盤(pán)

交流電壓4-6V頻率:50HZ周期:0.02s電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：放電針+墨盤(pán)

交流電壓220V頻率:50HZ周期:0.02s1.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器工作原理一樣嗎？2.為什么使用交流電？為什么二者使用的交流電壓不一樣？3.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期取決于什么因素？4.這兩者你認(rèn)為哪種工作時(shí)可能引起更大的誤差？運(yùn)動(dòng)時(shí)間和位移的記錄打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1.結(jié)構(gòu)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：

振針+墨盤(pán)

交流電壓4-6V頻率:50HZ周期:0.02s電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：放電針+墨盤(pán)

交流電壓220V頻率:50HZ周期:0.02s兩種計(jì)時(shí)器在工作都存在“紙帶與限位孔、限位盤(pán)間的摩擦”，但電磁式在使用時(shí)還會(huì)有振針與紙帶間的摩擦，阻力更大，誤差也更大。運(yùn)動(dòng)時(shí)間和位移的記錄打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2.記錄：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶可以記錄哪些信息?振針/放電針振針/放電針振針/放電針小車(chē)帶動(dòng)紙帶向前運(yùn)動(dòng)，每隔0.02s小車(chē)向前運(yùn)動(dòng)一段距離的同時(shí)振針在紙帶上打上一個(gè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)間和位移的記錄打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2.記錄：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶可以記錄哪些信息?（1）點(diǎn)跡記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、物體在不同時(shí)刻的位置和某段時(shí)間內(nèi)的位移（2）點(diǎn)跡在紙帶上的分布情況反映了物體的運(yùn)動(dòng)情況運(yùn)動(dòng)時(shí)間和位移的記錄打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2.記錄：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶可以記錄哪些信息?（2）點(diǎn)跡在紙帶上的分布情況反映了物體的運(yùn)動(dòng)情況勻速勻速加速減速疏快密慢運(yùn)動(dòng)時(shí)間和位移的記錄打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2.記錄：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶可以記錄哪些信息?（1）點(diǎn)跡記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、物體在不同時(shí)刻的位置和某段時(shí)間內(nèi)的位移（2）點(diǎn)跡在紙帶上的分布情況反映了物體的運(yùn)動(dòng)情況①定性：點(diǎn)分布較疏，物體運(yùn)動(dòng)較快；點(diǎn)分布較密，物體運(yùn)動(dòng)較慢②定量：可以求出某段時(shí)間或某段位移內(nèi)的平均速度

運(yùn)動(dòng)時(shí)間和位移的記錄頻閃照相機(jī)每隔一定的時(shí)間曝光，記錄下物體在對(duì)應(yīng)時(shí)刻的形態(tài)、位置的影像，將連續(xù)曝光得到的各時(shí)刻下物體影像記錄在同一畫(huà)面上。閃光頻率—打點(diǎn)頻率

影像—點(diǎn)勻速加速練習(xí)1．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用_________(填交流或直流)電源的________儀器，它的工作電壓是________伏特。當(dāng)電源頻率是50赫茲時(shí)，它每隔________s打一次點(diǎn)。2．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器振針打點(diǎn)的周期，決定于()A．交流電壓的高低B．交流電的頻率C．永久磁鐵的磁性強(qiáng)弱D．振針與復(fù)寫(xiě)紙的距離交流計(jì)時(shí)4v-6v0.02AB練習(xí)圖1-4-90cm1254673答案（1）減速運(yùn)動(dòng)（2）0.24s0.06m0.25m/s3.如圖所示的紙帶，是某同學(xué)練習(xí)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的，