2020版新教材高中物理 第2章 第3节 实验中的误差和有效数字课件 鲁科版必修第一册

第2章匀变速直线运动的研究第3节实验中的误差和有效数字第2章匀变速直线运动的研究学习目标1.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．2．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．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.一、科学测量中的误差(一)绝对误差和相对误差1．绝对误差(1)定义：绝对误差是_________与_________之差，即绝对误差＝|测量值－真实值|.(2)表达式：Δx＝_________．(3)物理意义：表示测量值与真实值的偏离程度．可以反映一个测量结果的可靠程度.测量值真实值|x－a|绝对误差真实值2．相对误差(1)定义：相对误差等于___________与_________之比，常用百分数表示．(2)表达式：δ＝Δxa×100%.(3)物理意义：它反映了实验结果的精确程度．可以比较不同测量结果的可靠程度.测量原理偏大偏小(二)系统误差与偶然误差1．系统误差(1)定义：由于____________不完善或仪器本身缺陷等造成的误差．(2)特点：测量结果总是_________，或者总是_________．(3)减小误差的方法：根据具体的测量情况，找出产生系统误差的主要原因，采用适当措施降低影响．2．偶然误差(1)定义：同一物理量进行多次测量时，由于各种_________因素而产生的误差．(2)特点：测量结果时而_________，时而_________．(3)减小误差的方法：采用多次测量取_________的方法减小偶然误差偶然偏大偏小平均值二、科学测量中的有效数字有效数字：带有一位_________数字的全部数字叫有效数字．可靠数字：通过直接读取获得的_________数字．估读数字：通过估读获得的数字称为存疑数字，也称为估读数字．有效数字的位数：从左侧第一个_________的数字起到末位数字止所有的数字．估读准确非零思维辨析(1)用有毫米刻度的尺测量物体长度，毫米以下的数值只能用眼睛估计而产生的误差是偶然误差．()(2)对于两个实验值的评价，必须考虑相对误差，绝对误差大者，其相对误差一定大．()√×(3)0.0923、0.09230、2.0140有效数字的位数依次为3位、4位和5位．()(4)数据过大或过小时，可以用科学计数法，科学计数法不会改变有效数字的位数．()√√对误差的理解与计算【核心深化】(1)误差是不可避免的，只能减小．(2)分类①从误差来源分类系统误差偶然误差产生原因仪器结构缺陷；实验方法不完善由偶然因素造成的基本特点多次重复测量的结果总是大于(或小于)被测量的真实值，呈现单一倾向当多次重复同一测量，偏大和偏小的机会比较接近减小方法改进实验原理和方法，选用更精密的仪器多次测量取平均值②从分析数据分类相对误差绝对误差计算公式相对误差＝绝对误差真实值绝对误差＝测量值－真实值意义反映实验结果的可靠程度反映测量值偏离真实值的大小关键能力1对误差的理解关于实验误差，以下说法正确的是()A．测量值与被测物理量的真实值之间的差异叫误差B．偶然误差是由实验仪器缺陷而造成的误差C．实验时可以采用多次测量取平均值的方法来减小系统误差D．在相同的条件下为了提高测量的准确度，应考虑尽量减小绝对误差[解析]误差实际就是测量结果和实际结果之间的差异，A正确；偶然误差是由读数不准或环境因素造成的误差，B错误；实验时可以采用多次测量取平均值的方法来减小偶然误差，C错误；在相同的条件下为了提高测量的准确度，应考虑尽量减小相对误差，D错误．[答案]A关键能力2误差的计算某同学用量程为3V的伏特表(内阻为3kΩ)和安培表(量程为0.6A，内阻为0.5Ω)测量一阻值为10Ω的电阻，采用安培表外接法测了四次，测量结果依次为9.74Ω，9.68Ω，9.80Ω和9.76Ω，求：(1)这个同学的测量值多大？(2)相对误差和绝对误差分别多大？[解析](1)测量值为R测＝9.74＋9.68＋9.80＋9.764Ω＝9.75Ω.(2)绝对误差：ΔR＝|R测－R真|＝0.25Ω相对误差：δ＝ΔRR真×100%＝2.5%.[答案](1)9.75Ω(2)相对误差：2.5%；绝对误差：0.25Ω由于测量是使用仪器，在一定条件下通过人来完成的，受仪器的灵敏度和分辨率的局限性、环境的差异和不稳定性以及人的精神状态等因素的影响，使得待测量的真实值是不可测得的，从而使得人工测量值与其真实值或多或少存在差异，这种测量值与真实值之间的偏差就称为测量值的误差．【达标练习】1．(多选)下列说法正确的是()A．偶然误差是不可避免的B．多次测量求平均值可以减小偶然误差C．相对误差反映实验结果的可靠程度D．选用更精密的仪器可以避免系统误差解析：选ABC.误差是不可避免的，A正确，D错误；多次测量求平均值可减小偶然误差，B正确；相对误差反映实验结果的可靠程度，C正确．2．两名同学用刻度尺分别测量不同长度的两个物体，测量值分别为85.73cm和1.28cm，绝对误差都是0.1mm，哪个同学测量得更精确？解析：两同学测量结果的绝对误差都为0.1mm，但前者误差是测量值的0.01%，后者误差是测量值的0.78%，所以测量值为85.73cm的同学测量得更精确．答案：测量值为85.73cm的同学测量得更精确．对有效数字的理解【核心深化】1．科学记数法数据过大或过小时，可以用科学计数法．如36500km，如果第3位数5已不可靠时，应记作：3.65×104km；如果是在第4位数不可靠时，应记作：3.650×104km.又如数据为0.0000325m，使用科学记数法写成3.25×10－5m.2．关于“0”的有效问题(1)当“0”在数字中间或末尾时有效．比如，12.04cm，20.50m2，1.000A等中的0均有效．(2)小于1的数字小数点前面的“0”和紧接小数点后面的“0”不算作有效数字.0.0123dm、0.123cm、0.00123m均是3位有效数字．进行单位换算时，有效数字的位数不变．判断有效数字位数：(1)天花板到地板的距离2.82m；(2)一个苹果的质量0.0510kg；(3)电路中的电流0.38A；(4)某人的体温37.21℃；(5)一根导线的直径1.020mm；(6)月球到地球的平均距离3.84×105km；(7)钨原子的半径1.37×10－10m.[答案](1)3位(2)3位(3)2位(4)4位(5)4位(6)3位(7)3位某同学用毫米刻度尺测量一物体的长度，如图所示，下述记录结果正确的是()A．3cmB．30mmC．3.00cmD．0.03m解析：选C.刻度尺的最小分度为1mm，需再估读一位数字，所以记录的数据应读到毫米的十分位．