第2章 第3节 实验中的误差和有效数字 第4节 科学测量：做直线运动物体的瞬时速度（课件）-2021秋高一物理鲁科版必修第一册【创新设计】同步学考笔记（鲁琼闽）

第3节　实验中的误差和有效数字 第4节　科学测量：做直线运动物体的瞬时速度 第2章 匀变速直线运动 INNOVATIVE DESIGN INNOVATIVE DESIGN 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.知道误差、有效数字的概念，能分析判断偶然误差和系统误差。 2.练习使用打点计时器。 3.能测量瞬时速度，并判断物体的运动情况。 4.描点法画v－t图像。 1.科学探究 通过实验用理论联系实际，对实验探究过程和结果进行交流、评估、反思。 2.关键能力 通过讨论交流，提升科学论证能力。 2 实验基础梳理 典例探究分析 实验能力自测 目 录 CONTENTS /////// /////// /////// 3 目录 1 实验基础梳理 4 1.了解误差和有效数字。 2.能利用实验仪器记录运动时间和位移。 3.测量直线运动物体的瞬时速度。 一、实验目的 实验基础梳理 目录 创新设计 5 (一)实验中的误差和有效数字 1.绝对误差与相对误差 二、实验方法 实验基础梳理 目录 创新设计 2.系统误差与偶然误差 (1)系统误差：指由于测量原理不完善或仪器本身缺陷等造成的误差。例如，表盘刻度不准确等产生的误差，就是系统误差。系统误差的特点是测量结果总是偏大或者总是偏小。 (2)偶然误差：指对同一物理量进行多次测量时，由于各种偶然因素而产生的误差。例如，读数时因人眼位置的变化产生的误差，就是偶然误差。偶然误差的特点是测量时而偏大，时而偏小；多次重复测量同一物理量时，偏大或偏小的概率大致相等。因此，我们可采用多次测量取平均值的方法来减小偶然误差。 实验基础梳理 目录 创新设计 3.科学测量中的有效数字 (1)人们把测量结果中能反映被测量大小的带有一位估读数字的全部数字称为有效数字，其中通过直接读取获得的准确数字称为可靠数字，通过估读获得的数字称为存疑数字，也称为估读数字。 (2)有效数字的位数在一定程度上可反映测量工具的精度。 (3)有效数字是指从一个数的左边第一个非零数字起，到末位数字止所有的数字。测量值中的“0”，有些是有效数字，有些则不是。 (4)测量值最后的“0”不可随意舍去。例如，10.40 cm不能写成10.4 cm，但10.40 cm可以表示为0.104 0 m，单位换算不会改变有效数字的位数，数字“1”前面的“0”不是有效数字。 实验基础梳理 目录 创新设计 (二)运动时间和位移的记录 1.电磁打点计时器与电火花打点计时器的比较   电火花打点计时器 电磁打点计时器 结构图示 工作电压 220 V交流电源 4～6 V交流电源 打点方式 周期性产生电火花 振针周期性上下振动 实验基础梳理 目录 创新设计 阻力来源 纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦，摩擦力较小 纸带与限位孔、复写纸的摩擦，纸带与振针的摩擦，摩擦力较大 打点周期 0.02 s 0.02 s 记录信息 位置、时刻或位移、时间 实验基础梳理 目录 创新设计 2.练习使用电磁打点计时器 (1)把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸套在定位轴上，并且压在纸带上面。 (2)把电磁打点计时器的两个接线柱接到4～6 V的低压交流电源上。 (3)先接通电源开关，开始打点再用手水平拉动纸带，使它在水平方向上运动，纸带上就打下一系列点，随后立即关闭电源。 (4)取下纸带，从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有n个点，那么n个点的间隔数为n－1个，则纸带的运动时间t＝(n－1)×0.02 s。 (5)用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离，即位移大小s。 实验基础梳理 目录 创新设计 3.频闪照相 (1)在频闪照相中，人们利用频闪灯每隔相等时间闪光一次的特点，可得运动物体间隔相等时间的频闪照片，这些照片能反映出该物体每隔相等时间所到达的位置信息。 (2)与计时器记录的信息类比，频闪灯的闪光频率相当于打点计时器交变电源的频率，而间隔相等时间出现的影像则相当于打点计时器打出的点。 (3)运动物体的频闪照片既记录了物体运动的时间信息，也记录了物体运动的位移信息。 实验基础梳理 目录 创新设计 (三)测量小车的瞬时速度 1.实验器材 电磁打点计时器(或电火花打点计时器)、低压交流电源(或220 V交流电源)、纸带、长木板(或轨道)、U形夹、小车、毫米刻度尺。 实验基础梳理 目录 创新设计 2.实验原理与设计 实验装置如图所示。 测小车瞬时速度的实验装置 实验基础梳理 目录 创新设计 下图是小车下滑过程中打点计时器打出的纸带。 打点计时器打出的纸带 在纸带上，选取便于测量的某点作为计时的起点，记为点0，依次向后每5个点选取一个计数点，分别记为1，2，3，…用刻度尺量出相邻计数点间的长度，分别记为s1，s2，s3，… 由前述可知，若打点计