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知识点一基本仪器的原理与使用1.误差(1)误差：测量值与真实值的差异称为误差.(2)系统误差与偶然误差从误差来源看，误差分为系统误差和偶然误差.项目系统误差偶然误差定义由于实验原理不够完备、实验仪器精度不够或实验方法粗略而产生的由于各种偶然因素对实验者和实验仪器的影响而产生的特点实验结果对真实值总是偏大或总是偏小有时偏大，有时偏小，且机率相等减小方法改善实验原理，提高实验仪器的测量精度，设计精巧的实验方法多次测量取平均值(3)绝对误差与相对误差从分析数据看，误差分为绝对误差和相对误差.①绝对误差：是测量值与真实值之差，即绝对误差ΔX＝|测量值－真实值|.②相对误差：相对误差等于绝对误差ΔX与真实值X0之比，常用百分数表示：η＝ΔXX0×100%.【名师助学】(1)在相同条件下，为了提高测量的准确程度，应考虑尽量减小相对误差.(2)绝对误差大者相对误差不一定大.2.有效数字(1)有效数字带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，是不可靠的，也是误差所在位.(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：0.0923、0.09230、2.0140有效数字的位数依次为3位、4位和5位.(3)有效数字的计算规则许多物理量是从直接测量结果计算出来的.测量结果既然是用有效数字表示的，在计算中就要遵守有效数字的规则：①不可靠数字与别的数相加减、相乘除，所得的结果也是不可靠的.②计算结果只能保留一位不可靠数字，但在计算过程中，可以保留两位不可靠数字，最后再四舍五入.(4)科学记数法大的数字，如36500，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：3.650×104.3.测量仪器的读数规则在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取齐，因而测量仪器的读数规则为：测量误差出现在哪一位，读数就相应读到哪一位.在中学阶段一般可根据测量仪器的分度值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，下一位按十分之一的估读.如分度值是1mm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.(2)最小分度是“2”或“5”的仪器，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.如直流电流表量程为0.6A，则其分度值为0.02A，误差出现在安培的百分位，只读到安培的百分位，即0.01A；直流电压表量程为15V，其分度值为0.5V，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0，1，2，…，9.4.基本仪器的原理与使用(1)刻度尺①刻度尺：刻度尺又称米尺，常用刻度尺的最小分度为1mm，量程不等.②用刻度尺测量物体的长度时要注意以下几点：a.刻度线紧贴被测物，眼睛正对刻度线读数，以避免视差.读数时要估读到最小分度值的下一位，b.用零刻度线在端头的刻度尺测量时，为防止因起点刻度线磨损而产生误差，常选择某一刻度线为测量起点，测量的长度等于被测物体的两个端点在刻度尺上的读数之差.c.为了减小误差，要进行多次测量后取平均值.(2)游标卡尺①构造：如图所示.②设计原理：游标卡尺的主尺上的最小分度一般为1mm，当游标尺上有N个分格时，往往与主尺上(N－1)个分格等长，即游标尺上的最小分度与主尺上的最小分度相差k＝1Nmm.有N＝10、N＝20、N＝50的三种游标卡尺，它们的精度分别为0.1mm、0.05mm、0.02mm.③读数规则a.以游标尺零刻线位置为准，在主尺上读取整毫米数.b.若游标尺上第n条刻线与主尺上某一刻线(不管是第几条刻线)对齐，则由游标尺上读出毫米以下的小数为“n×精度”.c.总的读数为毫米整数加上毫米小数.【名师助学】不管是10分度游标卡尺，还是20分度、50分度游标卡尺，在读数时均不需要向后估读一位.这与使用刻度尺测量时是有区别的.(3)螺旋测微器(千分尺)①构造：如图所示.②设计原理：螺旋测微器是利用将直线距离转化为角度变化的原理制成的.主尺上的固定刻度B的最小分度为0.5mm，螺旋尺上的可动刻度E共有50个分格，当螺旋尺旋转一周时，它在主尺上前进或后退一个刻度0.5mm，则可动刻度每转过一个分格时，测微螺杆前进或后退0.01mm，所以它测量时可达到的精确度为0.01mm.知识点二力学实验实验一研究匀变速直线运动1.实验原理(1)(2)2.实验过程3.注意事项(1)平行：纸带和细绳要和木板平行.(2)两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源后取纸带.(3)防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，要防止钩码落地和小车与滑轮相撞.(4)减小误差：小车的加速度要适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50cm的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜.(5)纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点.(6)准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位(避免所描点过密或过疏，而导致误差过大)，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧.实验二探究弹力和弹簧伸长的关系注意事项1.安装实验装置：要保持刻度尺竖直并靠近弹簧.2.不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超过弹簧的弹性限度.3.尽量多测几组数据：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据.4.观察所描点的走向：不要画折线.5.统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.误差分析1.钩码标值不准确，弹簧长度测量不准确带来误差.2.画图时描点及连线不准确也会带来误差.实验三验证力的平行四边形定则误差分析本实验的误差除弹簧测力计本身的误差外，还主要来源于以下两个方面：1.读数误差减小读数误差的方法：弹簧测力计数据在允许的情况下，尽量大一些.读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录.2.作图误差减小作图误差的方法：作图时两力的对边一定要平行，两个分力F1、F2间的夹角越大，用平行四边形作出的合力F的误差ΔF就越大，所以实验中不要把F1、F2间的夹角取得太大.注意事项1.位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同.2.角度合适:用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,其夹角不宜太小，也不宜太大，以60°～120°之间为宜.3.尽量减少误差(1)在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些.(2)细绳套应适当长一些，便于确定力的方向.4.统一标度：在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些.实验四验证牛顿运动定律注意事项1.实验方法：控制变量法.2.平衡摩擦力：在平衡摩擦力时，不要悬挂小盘，但小车应连着纸带且接通电源.用手给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的，表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡.3.不重复平衡摩擦力：平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量，都不需要重新平衡摩擦力.4.实验条件：M≫m.只有如此，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力.5.一先一后一按住：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车.6.作图：作图时两轴标度比例要适当.各量须采用国际单位.这样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些.误差分析1.因实验原理不完善引起误差.以小车、小盘和砝码整体为研究对象得mg＝(M＋m)a；以小车为研究对象得F＝Ma；求得F＝MM＋m·mg＝11＋mM·mgmg本实验用小盘和砝码的总重力mg代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力.小盘和砝码的总质量越小于小车的质量，由此引起的误差就越小.因此，满足小盘和砝码的总质量远小于小车的质量的目的就是减小因实验原理不完善而引起的误差.2.摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差.实验五探究动能定理误差分析1.误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比.2.没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差.3.利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准带来误差.注意事项1.平衡摩擦力：将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡.方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动，找到木板一个合适的倾角.2.选点测速：测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动状态的.3.规格相同：橡皮筋规格相同时，力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值.实验六验证机械能守恒定律误差分析1.减小测量误差：一是测下落距离时都从0点量起，一次将各打点对应下落高度测量完，二是多测几次取平均值.2.误差来源：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功.故动能的增加量ΔEk＝12mv2n必定稍小于重力势能的减少量ΔEp＝mghn，改进办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力.注意事项1.打点计时器要竖直：安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内以减少摩擦阻力.2.重物密度要大：重物应选用质量大、体积小、密度大的材料.3.一先一后：应先接通电源，让打点计时器正常工作，后松开纸带让重物下落.4.测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用vn＝dn＋1－dn－12T，不能用vn＝2gdn或vn＝gt来计算.知识点三电学实验实验一测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)注意事项1.先测直径，再连电路：为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量.2.电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法.3.电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大.误差分析实验二描绘小灯泡的伏安特性曲线注意事项1.电流表外接法：本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小，因此测量电路必须采用电流表外接法.2.滑动变阻器应采用分压式连接：本实验要作出UI图线，要求测出一组包括零在内的电流、电压值，故控制电路必须采用分压接法.3.保护元件安全：为保护元件不被烧毁，开关闭合前变阻器滑片应位于图中的a端.加在小电珠两端的电压不要超过其额定电压.误差分析1.由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差，电流表外接，由于电压表的分流，使测得的电流值大于真实值.2.测量时读数带来误差.3.在坐标纸上描点、作图带来误差.实验三测定电源的电动势和内阻注意事项1.可选用旧电池：为了使电路的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池.2.电流不要过大，读数要快：干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A.因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电.3.计算法求E、r:要测出不少于6组I、U数据,且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组、第2和第5为一组、第3和第6为一组，分别解出E、r值再求平均值.4.合理选择标度：为使图线分布空间大，如图所示，纵坐标可以不从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，电源的内阻不能用r＝EI短确定，应根据r＝ΔUΔI确定.误差分析①用图象法求E和r时作图不准确.②由于电流表或电压表的分压或分流存在系统误差.实验四练习使用多用电表实验步骤1.机械调零：检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置.若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零.2.将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔.3.测量小灯泡的电压和电流(1)按如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压.(2)按如