2.3 实验中的误差与有效数字 课件-2024-2025学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册

§2.3 实验中的误差与有效数字 有效数字 人们把测量结果中能反应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 可靠数字+存疑数字 3.4、3.5？ 3.46 可靠数字 存疑数字 有必要再继续估读下去吗？比如读成3.465？ 有效数字 人们把测量结果中能反应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 10.4 ？ 10.40 可靠数字 存疑数字 ①默认最后一位读数为估读，反映仪器的精确度。因此测量值最后的“0”不可随意舍去 可靠数字+存疑数字 有效数字 人们把测量结果中能反应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 可靠数字+存疑数字 例： 有效数字 人们把测量结果中能反应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 可靠数字+存疑数字 ①默认最后一位读数为估读，反映仪器的精确度。因此测量值最后的“0”不可随意舍去 ②第一个非“0”数字前的“0”都不算有效数字 ③单位换算不改变有效数字的位数 误差 按表现形式分为： 1.绝对误差：测量值与真实值之差 2.相对误差：测量值与真实值之差 在绝对误差相同的情况下，被测量的数值越大，测量结果的相对误差就越小，测量结果就越可靠。 误差 按性质与来源分为： 1.系统误差：由于测量原理不完善或仪器本身缺陷造成 （1）特点：测量结果总是偏大/总是偏小 （2）产生的主要原因：仪器制造、安装或使用方法不正确，环境因素(温度、湿度、电源等)影响等。 （3）误差减小的途径：从根源消除/采用修正方法对测量结果进行补偿 例如：弹簧测力计未调零、台秤未调零、刻度尺缺损…… 误差 按性质与来源分为： 2.偶然误差：对同一物理量进行多次测量时，由于各种偶然因素产生的误差 （1）特点：测量结果时而偏大，时而偏小 （2）误差减小的途径：多次测量取均值（多次重复测量同一物理量时，偏大或偏小的概率大致相等） 例如：多次读数时人眼位置的变化…… 累积放大法 运动时间和位移的记录 打点计时器 电磁打点计时器 电火花计时器 运动时间和位移的记录 打点计时器——电磁打点计时器 永久磁铁 限位孔 纸带 线圈 振针 振片 复写纸 定位轴 压纸框架 电磁打点计时器是一种使用低压交流的计时仪器，其结构如图所示。它的工作电压是4～6V。电源频率是50Hz时，它每隔0.02s打一个点。 运动时间和位移的记录 打点计时器——电火花打点计时器 放电针 纸盘轴 电源开关 墨粉纸盘 电火花计时器是利用火花放电时高温使墨粉汽化在纸带上显示出点迹的计时仪器。使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在两条纸带之间。当接通220V交流电源时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴产生火花放电。于是在运动的纸带上就打出一列点迹。电源频率是50Hz时，它每隔0.02s打一次点。 运动时间和位移的记录 打点计时器 1.结构 电磁打点计时器： 振针+墨盘 交流电压4-6V 频率:50HZ 周期:0.02s 电火花打点计时器：放电针+墨盘 交流电压220V 频率:50HZ 周期:0.02s 1.电磁打点计时器和电火花计时器工作原理一样吗？ 2.为什么使用交流电？为什么二者使用的交流电压不一样？ 3.打点计时器的打点周期取决于什么因素？ 4.这两者你认为哪种工作时可能引起更大的误差？ 运动时间和位移的记录 打点计时器 1.结构 电磁打点计时器： 振针+墨盘 交流电压4-6V 频率:50HZ 周期:0.02s 电火花打点计时器：放电针+墨盘 交流电压220V 频率:50HZ 周期:0.02s 两种计时器在工作都存在“纸带与限位孔、限位盘间的摩擦”，但电磁式在使用时还会有振针与纸带间的摩擦，阻力更大，误差也更大。 运动时间和位移的记录 打点计时器 2.记录：打点计时器打出的纸带可以记录哪些信息? 振针/放电针 振针/放电针 振针/放电针 小车带动纸带向前运动，每隔0.02s小车向前运动一段距离的同时振针在纸带上打上一个点 运动时间和位移的记录 打点计时器 2.记录：打点计时器打出的纸带可以记录哪些信息? （1）点迹记录了物体运动的时间、物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移 （2）点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况 运动时间和位移的记录 打点计时器 2.记录：打点计时器打出的纸带可以记录哪些信息? （2）点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况 匀速 匀速 加速 减速 疏快 密慢 运动时间和位移的记录 打点计时器 2.记录：打点计时器打出的纸带可以记录哪些信息? （1）点迹记录了物体运动的时间、物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移 （2）点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况 ①定性：点分布较疏，物体运动较快；点分布较密，物体运动较慢 ②定量：可以求出某段时间或某段位移内的平均速度 运动时间和位移的记录 频闪照相机 每隔一定的时间曝光，记录下物体在对应时刻的形态、位置的影像，将连续曝光得到的各时刻下物体影像记录在同一画面上。 闪光频率 — 打点频率 影像 — 点 匀速 加速 练习 1．电磁打点计时器是一种使用_________(填交流或直流)电源的________仪器，它的工作电压是________伏特。当电源频率是50赫兹时，它每隔________s打一次点。 2．打点计时器振针打点的周期，决定于( ) A．交流电压的高低 B．交流电的频率 C．永久磁铁的磁性强弱 D．振针与复写纸的距离 交流 计时 4v-6v 0.02 AB 练习 图1-4-9 0 cm 1 2 5 4 6 7 3 答案（1）减速运动 （2）0.24s 0.06m 0.25m/s 3.如图所示的纸带，是某同学练习用打点计时器得到的，纸带的右端后通过打点计时器 （1）从点痕的分布情况,判断纸带的运动情况？ （2）若所用电源频率为50Hz，从打下A点到打下D点，共13个点痕，历时多少秒？位移多少米？这段时间内纸带运动的平均速度是多少米每秒？ 教学反思 本节课内容较为简单，学生参与度较高，但是对于学生的提问有时回应不够及时或深入，导致学生困惑未能得到有效解决，今后需加强与学生的互动，及时解答学生的疑问。 听物理，如雾里，雾里探物理，终能悟理！ $