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1、實驗一長度的測量實驗一長度的測量本節(jié)目錄本節(jié)目錄基礎理論儲備基礎理論儲備經典例題展示經典例題展示創(chuàng)新實驗評析創(chuàng)新實驗評析知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練基礎理論儲備基礎理論儲備實驗誤差實驗誤差誤差：測量值與真實值的差異叫做誤差實驗中誤差是不可誤差：測量值與真實值的差異叫做誤差實驗中誤差是不可避免的，只可以減小；實驗中要努力減小誤差，誤差不是錯避免的，只可以減??；實驗中要努力減小誤差，誤差不是錯誤，錯誤是失誤，是可以而且應當避免的誤，錯誤是失誤，是可以而且應當避免的1系統(tǒng)誤差：是由于儀器本身不精確系統(tǒng)誤差：是由于儀器本身不精確(如天平兩臂不嚴格相如天平兩臂不嚴格相等或砝碼不準等或砝碼不準)，或實驗方法粗
2、略，或實驗方法粗略(如做熱學實驗未考慮散熱如做熱學實驗未考慮散熱損失損失)，或實驗原理不完善而產生的其特點是在多次重做同，或實驗原理不完善而產生的其特點是在多次重做同一實驗時，誤差總是同樣地偏大一實驗時，誤差總是同樣地偏大(測量值都比真實值大測量值都比真實值大)或偏或偏小小(測量值都比真實值小測量值都比真實值小)減小系統(tǒng)誤差的方法是減小系統(tǒng)誤差的方法是(針對誤差針對誤差產生的原因產生的原因)使用標準測量儀器，或改進實驗方法，或設計在使用標準測量儀器，或改進實驗方法，或設計在原理上更為完善的實驗原理上更為完善的實驗2偶然誤差：是由于各種偶然因素對實驗者、測量儀器、被偶然誤差：是由于各種偶然因素對
3、實驗者、測量儀器、被測物理量的影響而產生的其特點是多次重做同一實驗時，測物理量的影響而產生的其特點是多次重做同一實驗時，誤差總是有時偏大，有時偏小，并且偏大和偏小的概率相同誤差總是有時偏大，有時偏小，并且偏大和偏小的概率相同(機會均等機會均等)減小偶然誤差的方法是多次測量，求多次測得數(shù)減小偶然誤差的方法是多次測量，求多次測得數(shù)值的平均值值的平均值有效數(shù)字有效數(shù)字1有效數(shù)字：帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫有效數(shù)字，有效數(shù)字：帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫有效數(shù)字，有效數(shù)字的最后一位是測量者估讀出來的，因此這一位數(shù)字有效數(shù)字的最后一位是測量者估讀出來的，因此這一位數(shù)字是不可靠的是不可靠的2有效數(shù)字
4、位數(shù)的確定方法：從左往右數(shù)，從第一個不為零有效數(shù)字位數(shù)的確定方法：從左往右數(shù)，從第一個不為零的數(shù)字起，數(shù)到右邊最末一位估讀數(shù)為止，共有幾個數(shù)字，的數(shù)字起，數(shù)到右邊最末一位估讀數(shù)為止，共有幾個數(shù)字，有效數(shù)字的位數(shù)就是幾有效數(shù)字的位數(shù)就是幾特別提醒：特別提醒：( (1) )有效數(shù)字的位數(shù)與小數(shù)點的位置無關有效數(shù)字的位數(shù)與小數(shù)點的位置無關.如如21.65 m與與216.5 m都是都是4位有效數(shù)字位有效數(shù)字.( (2) )乘方不算有效數(shù)字，如乘方不算有效數(shù)字，如3.6103 kg是兩位有效數(shù)字是兩位有效數(shù)字.( (3) )有效數(shù)字末位若是有效數(shù)字末位若是“0”，不能略去，例，不能略去，例1.0 m、1
5、.00 m和和1.000 m有效數(shù)字的位數(shù)依次是有效數(shù)字的位數(shù)依次是2位、位、3位和位和4位，其對應精度位，其對應精度依次是依次是1 m、0.1 m和和0.01 m.)3測量儀器的讀數(shù)規(guī)則測量儀器的讀數(shù)規(guī)則測量誤差出現(xiàn)在哪一位，讀數(shù)就相應讀到哪一位，直接測量測量誤差出現(xiàn)在哪一位，讀數(shù)就相應讀到哪一位，直接測量中讀出的測量值的有效數(shù)字的最后一位要與讀數(shù)誤差所在的中讀出的測量值的有效數(shù)字的最后一位要與讀數(shù)誤差所在的一位對齊中學階段一般可根據測量儀器的最小分度來確定一位對齊中學階段一般可根據測量儀器的最小分度來確定讀數(shù)誤差出現(xiàn)的位置對于常用的儀器可按下述方法讀數(shù)：讀數(shù)誤差出現(xiàn)的位置對于常用的儀器可按
6、下述方法讀數(shù)：(1)最小分度是最小分度是“1”的儀器，測量誤差出現(xiàn)在下一位，下一位的儀器，測量誤差出現(xiàn)在下一位，下一位按十分之一估讀，如最小刻度是按十分之一估讀，如最小刻度是1 mm的刻度尺，測量誤差的刻度尺，測量誤差出現(xiàn)在毫米的十分位上，估讀到十分之幾毫米出現(xiàn)在毫米的十分位上，估讀到十分之幾毫米(2)最小分度是最小分度是“2”或或“5”的儀器，測量誤差出現(xiàn)在同一位上，的儀器，測量誤差出現(xiàn)在同一位上，同一位分別按二分之一或五分之一估讀，如學生用的量程為同一位分別按二分之一或五分之一估讀，如學生用的量程為0.6 A的電流表，最小分度為的電流表，最小分度為0.02 A，誤差出現(xiàn)在安培的百分，誤差出
7、現(xiàn)在安培的百分位，只讀到安培的百分位，估讀半小格，不足半小格的舍位，只讀到安培的百分位，估讀半小格，不足半小格的舍去，超過半小格按半小格的估讀，以安培為單位讀數(shù)時，百去，超過半小格按半小格的估讀，以安培為單位讀數(shù)時，百分位上的數(shù)字可能為分位上的數(shù)字可能為0,1,29；學生用的量程為；學生用的量程為15 V的電壓的電壓表，最小分度為表，最小分度為0.5 V，測量誤差出現(xiàn)在伏特的十分位上，測量誤差出現(xiàn)在伏特的十分位上，只讀到伏特十分位，估讀五分之幾小格，以伏特為單位讀數(shù)只讀到伏特十分位，估讀五分之幾小格，以伏特為單位讀數(shù)時，十分位上的數(shù)字可能為時，十分位上的數(shù)字可能為0,1,29.實驗：長度的測量
8、實驗：長度的測量實驗目的實驗目的1正確使用刻度尺和游標卡尺和螺旋測微器正確使用刻度尺和游標卡尺和螺旋測微器2掌握誤差和有效數(shù)字的概念，能夠對各種長度測量儀器進掌握誤差和有效數(shù)字的概念，能夠對各種長度測量儀器進行準確讀數(shù)行準確讀數(shù)實驗原理實驗原理1刻度尺的使用：刻度尺的使用：(1)刻度尺應與被測物體平行刻度尺應與被測物體平行(2)讀數(shù)時要估讀到刻度尺最小刻度的下一位讀數(shù)時要估讀到刻度尺最小刻度的下一位2游標卡尺游標卡尺(1)構造：如圖所示由主尺、游標尺、內測量爪、外測量爪、構造：如圖所示由主尺、游標尺、內測量爪、外測量爪、深度尺、緊固螺釘?shù)冉M成深度尺、緊固螺釘?shù)冉M成(2)用途：測量厚度、長度、深
9、度、內徑、外徑用途：測量厚度、長度、深度、內徑、外徑(3)原理：利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值原理：利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成制成不管游標尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度不管游標尺上有多少個小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少比主尺上的同樣多的小等分刻度少1 mm.常見的游標卡尺的常見的游標卡尺的游標尺上小等分刻度有游標尺上小等分刻度有10個的、個的、20個的、個的、50個的個的,見下表：見下表：(4)讀數(shù)：若用讀數(shù)：若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻線對
10、齊的游標的格數(shù)，則記錄結標尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標的格數(shù)，則記錄結果表達為果表達為(xK精確度精確度)mm.刻度格數(shù)刻度格數(shù)(分度分度)刻度總長度刻度總長度每小格與每小格與1 mm的差值的差值精確度精確度(可可準確到準確到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm3螺旋測微器螺旋測微器(1)構造：如圖所示是常用的螺旋測微器它的小砧構造：如圖所示是常用的螺旋測微器它的小砧A和固定和固定刻度刻度S固定在框架固定在框架F上旋鈕上旋鈕K、微調旋鈕、微調旋鈕K和可動刻度和可動刻度H、測微螺桿測微螺桿P連在一起，通過
11、精密螺紋套在連在一起，通過精密螺紋套在S上上(2)原理：測微螺桿原理：測微螺桿P與固定刻度與固定刻度S之間的精密螺紋的螺距為之間的精密螺紋的螺距為0.5 mm，即旋鈕，即旋鈕K每旋轉一周，每旋轉一周，P前進或后退前進或后退0.5 mm，而可動刻，而可動刻度度H上的刻度為上的刻度為50等份，每轉動一小格，等份，每轉動一小格，P前進或后退前進或后退0.01 mm.即螺旋測微器的精確度為即螺旋測微器的精確度為0.01 mm.讀數(shù)時估讀到毫米的讀數(shù)時估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測微器千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺又叫千分尺(3)讀數(shù)：測量時被測物體長度的整數(shù)毫米數(shù)由固定刻度讀出，讀數(shù)：測量時
12、被測物體長度的整數(shù)毫米數(shù)由固定刻度讀出，小數(shù)部分由可動刻度讀出小數(shù)部分由可動刻度讀出測量值測量值(毫米毫米)固定刻度數(shù)固定刻度數(shù)(毫米毫米)(注意半毫米刻線是否露出注意半毫米刻線是否露出)可動刻度數(shù)可動刻度數(shù)(估讀一位估讀一位)0.01(毫米毫米)如圖所示，固定刻度示數(shù)為如圖所示，固定刻度示數(shù)為2.0 mm，不足半毫米而從可動刻，不足半毫米而從可動刻度上讀的示數(shù)為度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：，最后的讀數(shù)為：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.名師點撥：名師點撥：使用螺旋測微器讀數(shù)時，以毫米為單位，有三使用螺旋測微器讀數(shù)時，以毫米為單位，有三位小數(shù)位小數(shù) 實驗器材實驗器
13、材 毫米刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、金屬管、小量筒毫米刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、金屬管、小量筒 實驗步驟實驗步驟 1用刻度尺測量金屬管的長度，每次測量后讓金屬管繞軸用刻度尺測量金屬管的長度，每次測量后讓金屬管繞軸轉過約轉過約45，再測量一下，共測量四次把測量的數(shù)據填，再測量一下，共測量四次把測量的數(shù)據填入表格中，求出平均值入表格中，求出平均值 2用游標卡尺測量金屬管的內徑和外徑測量時先在管的用游標卡尺測量金屬管的內徑和外徑測量時先在管的一端測量兩個互相垂直方向的內徑一端測量兩個互相垂直方向的內徑(或外徑或外徑)，然后使管旋轉，然后使管旋轉適當?shù)慕嵌龋贉y量兩互相垂直方向的內徑適當?shù)慕嵌龋?/p>
14、再測量兩互相垂直方向的內徑(或外徑或外徑)，把測，把測量的數(shù)據填入表格中，分別求出內徑和外徑的平均值量的數(shù)據填入表格中，分別求出內徑和外徑的平均值3用游標卡尺測量小量筒的深度，共測量三次，把測量的數(shù)用游標卡尺測量小量筒的深度，共測量三次，把測量的數(shù)據填入下表中，求出平均值據填入下表中，求出平均值金屬管金屬管小量筒小量筒長度長度l/mm內徑內徑d內內/mm外徑外徑d外外/mm深度深度h/mm123平均值平均值誤差分析誤差分析1刻度尺讀數(shù)時，視線不與被測物垂直，造成讀數(shù)誤差刻度尺讀數(shù)時，視線不與被測物垂直，造成讀數(shù)誤差2游標卡尺的測量誤差主要是來自尺子本身，即左右兩爪角游標卡尺的測量誤差主要是來自
15、尺子本身，即左右兩爪角合攏時，主尺和游標兩零刻線不對齊合攏時，主尺和游標兩零刻線不對齊注意事項注意事項1用刻度尺測長度時，刻度尺的某一刻線一定要與被測物體用刻度尺測長度時，刻度尺的某一刻線一定要與被測物體左端對齊左端對齊2對游標卡尺，其主尺所標數(shù)值一般是厘米數(shù)，不能誤認為對游標卡尺，其主尺所標數(shù)值一般是厘米數(shù)，不能誤認為是毫米刻度數(shù)是毫米刻度數(shù)3游標卡尺不估讀游標卡尺不估讀經典例題展示經典例題展示例例1考點考點1刻度尺的使用刻度尺的使用 現(xiàn)用最小分度為現(xiàn)用最小分度為1 mm的米尺測量金屬絲長度，如圖所的米尺測量金屬絲長度，如圖所示，圖中箭頭所指位置是拉直的金屬絲兩端在米尺上相對應示，圖中箭頭所
16、指位置是拉直的金屬絲兩端在米尺上相對應的位置，測得的金屬絲長度為的位置，測得的金屬絲長度為_mm.在測量金屬絲直徑在測量金屬絲直徑時，如果受條件限制，身邊只有米尺時，如果受條件限制，身邊只有米尺1把和圓柱形鉛筆把和圓柱形鉛筆1支支.如如何較準確地測量金屬絲的直徑？請簡述測量方法：何較準確地測量金屬絲的直徑？請簡述測量方法：【解析】觀察本題圖示【解析】觀察本題圖示,注意金屬絲的起點不在注意金屬絲的起點不在“0”處，所處，所以測得金屬絲的長度為以測得金屬絲的長度為:982.0 mm10.0 mm972.0 mm.由于一根金屬絲的直徑太小，用由于一根金屬絲的直徑太小，用mm刻度尺不易測量，故采刻度尺
17、不易測量，故采用放大法測量：在鉛筆上緊密排繞用放大法測量：在鉛筆上緊密排繞N匝金屬絲，用毫米刻度匝金屬絲，用毫米刻度尺測出該尺測出該N匝金屬絲的寬度匝金屬絲的寬度D.由此可以算出金屬絲的平均直由此可以算出金屬絲的平均直徑為徑為D/N.【答案】見解析【答案】見解析例例2考點考點2游標卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)游標卡尺和螺旋測微器的讀數(shù) 用游標尺為用游標尺為20分度的游標卡尺測量某物的長度如圖甲，分度的游標卡尺測量某物的長度如圖甲，由圖可知其長度為由圖可知其長度為_cm；用螺旋測微器測量其直徑如圖；用螺旋測微器測量其直徑如圖乙，由圖可知其直徑為乙，由圖可知其直徑為_mm.【解析】圖甲中游標尺是【解析】
18、圖甲中游標尺是20分度，精確度是分度，精確度是0.05 mm.主尺讀主尺讀數(shù)是數(shù)是50 mm.游標尺的第游標尺的第3條刻度線與主尺刻度線對齊，故游標條刻度線與主尺刻度線對齊，故游標尺讀數(shù)是尺讀數(shù)是30.05 mm0.15 mm.該物體的長度是該物體的長度是50 mm0.15 mm50.15 mm5.015 cm.螺旋測微器的讀數(shù)為：固定刻度讀螺旋測微器的讀數(shù)為：固定刻度讀數(shù)可動刻度讀數(shù)，上面螺旋測微器的讀數(shù)為數(shù)可動刻度讀數(shù)，上面螺旋測微器的讀數(shù)為4.5 mm20.00.01 mm4.700 mm.【答案】【答案】5.0154.700創(chuàng)新實驗評析創(chuàng)新實驗評析【范例】【范例】一水平放置的圓盤繞過其
19、圓心的豎直軸勻速轉一水平放置的圓盤繞過其圓心的豎直軸勻速轉動，盤邊緣上固定一豎直的擋光片盤轉動時擋光片從一光動，盤邊緣上固定一豎直的擋光片盤轉動時擋光片從一光電數(shù)字計時器的光電門的狹縫中經過，如圖甲所示圖乙為電數(shù)字計時器的光電門的狹縫中經過，如圖甲所示圖乙為光電數(shù)字計時器的示意圖光源光電數(shù)字計時器的示意圖光源A中射出的光可照到中射出的光可照到B中的中的接收器上若接收器上若A、B間的光路被遮斷，顯示器間的光路被遮斷，顯示器C上可顯示出光上可顯示出光線被遮住的時間線被遮住的時間擋光片的寬度用螺旋測微器測得，結果如圖丙所示圓盤直擋光片的寬度用螺旋測微器測得，結果如圖丙所示圓盤直徑用游標卡尺測得，結果
20、如圖丁所示由圖可知：徑用游標卡尺測得，結果如圖丁所示由圖可知：(1)擋光片的寬度為擋光片的寬度為_mm；(2)圓盤的直徑為圓盤的直徑為_cm；(3)若光電數(shù)字計時器所顯示的時間為若光電數(shù)字計時器所顯示的時間為50.0 ms，則圓盤轉動的，則圓盤轉動的角速度為角速度為_弧度弧度/秒秒(保留三位有效數(shù)字保留三位有效數(shù)字)【答案】【答案】(1)10.243(2)24.220(3)1.69【名師點評】【名師點評】本題利用光電門巧妙地測出擋光片的寬度，本題利用光電門巧妙地測出擋光片的寬度，又從光電數(shù)字計時器上讀出時間，比用秒表測時間更準確，又從光電數(shù)字計時器上讀出時間，比用秒表測時間更準確，根據圓周運動的知識即可算出圓盤轉動的角速度，屬于實驗根據圓周運動的知識即可算出圓盤轉動的角速度，屬于實驗器材方面的創(chuàng)新器材方面的創(chuàng)新
高考物理 一輪復習 實驗一 長度的測量課件
