高考物理考前指导长度的测量18页

高考物理考前指导
长度的测量
一、2013 考试大纲中实验能力的要求
能独立的完成知识列表中的实验,能明确实验目的,能理解实验原理和方法,能控制实验
条件,会使用 仪器,会观察、分析实验现象,会记录、处理实验数 据，并得出结论,对结论进行
分析和评价;能发现问 题、提出问题,并制定解决方案;能运用已学过的物理理论、实验方法
和实验仪器去处理问题,包括简单的设计性实验.
二、考试大纲对实验的说明
1.要求会正确使用的仪器主要有:刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花
计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用 电表、滑动变阻器、电阻箱等.
2.要求认识误差问题在实验中的重要性,了解误差的概念,知道系统误差和偶然误差;知
道用多次测量求平均值的方法减少偶然误差;能在某些实验中分析误差的主要来源;不要求计
算误差.
3.要求知道有效数字的概念,会用有效数字表达直接测量的结果.间接测量的有效数字运
算不做要求.
三、有效数字
1.带有一位不可靠数字的近似数字叫做有效数字.
2.有效数字的位数:从左侧第一个不为零的数字起到最末一位数字止,共有几个数字，就
是几位有效数字.
例:0.092 3、0.092 30、2.014 0有效数字的位数依次为 3位、4位和 5位.
3.科学记数法:大的数字,如 36 500，如果第 3位数 5已不可靠时,应记作 3.65×104;如果
是在第 4位数不可靠时,应记作 3.650×104.
四、误差
1.系统误差产生的原因及特点
(1)来源:一是实验原理不够完善;二是实验仪器不够精确;三是实验方法粗略.例如,在验
证力的平行四边形定则实验中,弹簧测力计的零点未校准；在验证牛顿第二定律的实验中,用
砂和砂桶的重力代替对小车的拉力等.
(2)基本特点：实验结果与真实值的偏差总是偏大或偏小.
(3)减小方法:改善实验原理;提高实验仪器的测量精确度;设计更精巧的实验方法.
2.偶然误差产生的原因及特点
(1)来源: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.例如,用刻
度尺多次测量长度时估读值的差异;电源电压的波动引起的测量值微小变化.
(2)基本特点:多次重复同一测量时,偶然误差有时偏大,有时偏小,且偏大和偏小的机会

比较接近.
(3)减小方法:多次测量取平均值可以减小偶然误差.
3.绝对误差和相对误差
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=|测量值-真实值|.它反映了测
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,即相对误差= ×
100%. 它反映了实验结果的精确程度.对于两个实验值的评价,必须考虑相对误差,绝对误差大
者,其相对误差不一定大.
五、测量仪器的读数
各种测量仪器最终的读数都要以有效数字的形式给出,每个有效数字的最后一位数字为
估读数字, 此数字和误差所在位置一致.为此,读数时要知道所用测量仪器的精确度,知道哪些
仪器不需要估读,哪些仪器需要估读,及估读到的位数.
1.不需要估读的仪器
(1)游标卡尺:由于游标卡尺是相差读数,游标尺上每一小格与主尺上每一小格的差值即
为精确度,所以游标卡尺不需要估读.
(2)机械秒表:因为机械秒表采用齿轮转动,指针不会停留在两小格之间,所以不能估读出
比 0.1 s更短的时间,即机械秒表不需要估读.
(3)欧姆表:由于欧姆表的刻度不均匀,只作为粗测电阻用,所以欧姆表不需要估读.
(4)电阻箱:能直接读出接入电阻大小的变阻器, 但它不能连续变化,不能读出比最小分度
小的数值, 所以电阻箱不需要估读.
2.需要估读的仪器
在常用的测量仪器中,刻度尺、螺旋测微器、电流表、电压表、天平、弹簧秤等读数时都
需要估读.
估读的一般原则:
(1)最小刻度是 1(包括 0.1、0.01)的仪器要估读到最小刻度的下一位,即采用 1/10估读,
如刻度尺、螺旋测微器、安培表 0~3 A挡、电压表 0~3 V挡等.
(2)最小刻度是 2(包括 0.2、0.02)的仪器，误差出现在本位上,采用半刻度(1/2 刻度)估
读,读数时靠近某一刻度读此刻度值,靠近刻度中间读一半，即所谓的指针“靠边读边,靠中间
读一半”，如电流表量程 0.6 A,最小刻度为 0.02 A，误差出现在 ...