1、实验一 长度的测量本节目录基础理论储备经典例题展示创新实验评析知能优化演练目录基础理论储备实验误差误差：测量值与真实值的差异叫做误差实验中误差是不可避免的，只可以减小；实验中要努力减小误差，误差不是错误，错误是失误，是可以而且应当避免的1系统误差：是由于仪器本身不精确(如天平两臂不严格相等或砝码不准)，或实验方法粗略(如做热学实验未考虑散热损失)，或实验原理不完善而产生的其特点是在多次重做同一实验时，误差总是同样地偏大(测量值都比真实值大)或偏小(测量值都比真实值小)减小系统误差的方法是(针对误差产生的原因)使用标准测量仪器，或改进实验方法，或设计在原理上更为完善的实验目录2偶然误差：是由于各
2、种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的其特点是多次重做同一实验时，误差总是有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的概率相同(机会均等)减小偶然误差的方法是多次测量，求多次测得数值的平均值有效数字1有效数字：带有一位不可靠数字的近似数字叫有效数字，有效数字的最后一位是测量者估读出来的，因此这一位数字是不可靠的2有效数字位数的确定方法：从左往右数，从第一个不为零的数字起，数到右边最末一位估读数为止，共有几个数字，有效数字的位数就是几目录特别提醒：(1)有效数字的位数与小数点的位置无关.如21.65 m与216.5 m都是4位有效数字.(2)乘方不算有效数字，如3.6103 kg是两位有
3、效数字.(3)有效数字末位若是“0”，不能略去，例1.0 m、1.00 m和1.000 m有效数字的位数依次是2位、3位和4位，其对应精度依次是1 m、0.1 m和0.01 m.)目录3测量仪器的读数规则测量误差出现在哪一位，读数就相应读到哪一位，直接测量中读出的测量值的有效数字的最后一位要与读数误差所在的一位对齐中学阶段一般可根据测量仪器的最小分度来确定读数误差出现的位置对于常用的仪器可按下述方法读数：(1)最小分度是“1”的仪器，测量误差出现在下一位，下一位按十分之一估读，如最小刻度是1 mm的刻度尺，测量误差出现在毫米的十分位上，估读到十分之几毫米目录(2)最小分度是“2”或“5”的仪器
4、，测量误差出现在同一位上，同一位分别按二分之一或五分之一估读，如学生用的量程为0.6 A的电流表，最小分度为0.02 A，误差出现在安培的百分位，只读到安培的百分位，估读半小格，不足半小格的舍去，超过半小格按半小格的估读，以安培为单位读数时，百分位上的数字可能为0,1,29；学生用的量程为15 V的电压表，最小分度为0.5 V，测量误差出现在伏特的十分位上，只读到伏特十分位，估读五分之几小格，以伏特为单位读数时，十分位上的数字可能为0,1,29.目录实验：长度的测量实验目的1正确使用刻度尺和游标卡尺和螺旋测微器2掌握误差和有效数字的概念，能够对各种长度测量仪器进行准确读数实验原理1刻度尺的使用
5、：(1)刻度尺应与被测物体平行(2)读数时要估读到刻度尺最小刻度的下一位目录2游标卡尺(1)构造：如图所示由主尺、游标尺、内测量爪、外测量爪、深度尺、紧固螺钉等组成目录(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径(3)原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的,见下表：目录(4)读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(xK精确度)mm.刻度格数(分度)刻度总长
6、度每小格与1 mm的差值精确度(可准确到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm目录3螺旋测微器(1)构造：如图所示是常用的螺旋测微器它的小砧A和固定刻度S固定在框架F上旋钮K、微调旋钮K和可动刻度H、测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在S上(2)原理：测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮K每旋转一周，P前进或后退0.5 mm，而可动刻度H上的刻度为50等份，每转动一小格，P前进或后退0.01 mm.即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫
7、千分尺目录(3)读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出测量值(毫米)固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻线是否露出)可动刻度数(估读一位)0.01(毫米)如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.目录名师点拨：使用螺旋测微器读数时，以毫米为单位，有三位小数目录实验器材毫米刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、金属管、小量筒实验步骤1用刻度尺测量金属管的长度，每次测量后让金属管绕轴转过约45，再测量一下，共测量四次把测量的数据填入表格中，求出平均值2用游标卡尺测量金属
8、管的内径和外径测量时先在管的一端测量两个互相垂直方向的内径(或外径)，然后使管旋转适当的角度，再测量两互相垂直方向的内径(或外径)，把测量的数据填入表格中，分别求出内径和外径的平均值目录3用游标卡尺测量小量筒的深度，共测量三次，把测量的数据填入下表中，求出平均值金属管小量筒长度l/mm内径d内/mm外径d外/mm深度h/mm123平均值目录误差分析1刻度尺读数时，视线不与被测物垂直，造成读数误差2游标卡尺的测量误差主要是来自尺子本身，即左右两爪角合拢时，主尺和游标两零刻线不对齐注意事项1用刻度尺测长度时，刻度尺的某一刻线一定要与被测物体左端对齐2对游标卡尺，其主尺所标数值一般是厘米数，不能误认
9、为是毫米刻度数3游标卡尺不估读目录经典例题展示例1考点1 刻度尺的使用现用最小分度为1 mm的米尺测量金属丝长度，如图所示，图中箭头所指位置是拉直的金属丝两端在米尺上相对应的位置，测得的金属丝长度为_mm.在测量金属丝直径时，如果受条件限制，身边只有米尺1把和圆柱形铅笔1支.如何较准确地测量金属丝的直径？请简述测量方法：目录【解析】观察本题图示,注意金属丝的起点不在“0”处，所以测得金属丝的长度为:982.0 mm10.0 mm972.0 mm.由于一根金属丝的直径太小，用mm刻度尺不易测量，故采用放大法测量：在铅笔上紧密排绕N匝金属丝，用毫米刻度尺测出该N匝金属丝的宽度D.由此可以算出金属丝
10、的平均直径为D/N.【答案】见解析目录例2考点2 游标卡尺和螺旋测微器的读数用游标尺为20分度的游标卡尺测量某物的长度如图甲，由图可知其长度为_cm；用螺旋测微器测量其直径如图乙，由图可知其直径为_mm.目录【解析】图甲中游标尺是20分度，精确度是0.05 mm.主尺读数是50 mm.游标尺的第3条刻度线与主尺刻度线对齐，故游标尺读数是30.05 mm0.15 mm.该物体的长度是50 mm0.15 mm50.15 mm5.015 cm.螺旋测微器的读数为：固定刻度读数可动刻度读数，上面螺旋测微器的读数为4.5 mm20.00.01 mm4.700 mm.【答案】5.0154.700目录创新实
11、验评析【范例】一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动，盘边缘上固定一竖直的挡光片盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图甲所示图乙为光电数字计时器的示意图光源A中射出的光可照到B中的接收器上若A、B间的光路被遮断，显示器C上可显示出光线被遮住的时间挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图丙所示圆盘直径用游标卡尺测得，结果如图丁所示由图可知：目录目录(1)挡光片的宽度为_mm；(2)圆盘的直径为_cm；(3)若光电数字计时器所显示的时间为50.0 ms，则圆盘转动的角速度为_弧度/秒(保留三位有效数字)目录【答案】(1)10.243(2)24.220(3)1.69【名师点评】本题利用光电门巧妙地测出挡光片的宽度，又从光电数字计时器上读出时间，比用秒表测时间更准确，根据圆周运动的知识即可算出圆盘转动的角速度，属于实验器材方面的创新
