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《实验中的误差和有效数字》《科学测量:做直线运动物体的瞬时速度》匀变速直线运动的研究PPT课件

《实验中的误差和有效数字》《科学测量:做直线运动物体的瞬时速度》匀变速直线运动的研究PPT课件 详细介绍:

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《实验中的误差和有效数字》《科学测量:做直线运动物体的瞬时速度》匀变速直线运动的研究PPT课件

第一部分内容:【学习素养•明目标】

物理观念:1.理解绝对误差和相对误差的概念.2.理解系统误差和偶然误差的概念.3.知道有效数字的概念.

科学探究:1.了解两种打点计时器的结构和工作原理,并学会安装和使用.2.掌握测量瞬时速度的方法,会用打出的纸带求瞬时速度.

科学思维:1.会用平均速度代替瞬时速度.2.会建立坐标系、描点连线,会用图像表示速度随时间变化的规律.

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第二部分内容:自主预习探新知

一、科学测量中误差和有效数字

1.绝对误差与相对误差

(1)在科学研究中,把_____与_____之差称为绝对误差.它表示_____与_____的偏离程度.设某物理量的测量值为x,它的真实值为a,绝对误差用Δx表示,则Δx=_____.

(2)_____与_____的比值,称为相对误差.相对误差通常表示成百分比的形式,因此也叫百分误差.相对误差通常用δ表示,则δ=____×100%.

科学测量中常用__________代替真实值.

2.系统误差与偶然误差

(1)系统误差指由于__________或__________造成的误差.系统误差的特点是测量结果_____或者_____.

(2)偶然误差指对同一物理量进行多次测量时,由于__________而产生的误差;可采用__________方法来减小偶然误差.

3.有效数字

把测量结果中_______________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__________,通过估读获得的数字称为__________,也称为__________.

二、科学探究:做直线运动物体的瞬时速度

1.实验原理和方法

(1)打点计时器

①结构及特点

(2)频闪照相法及其应用

①频闪照相法:利用照相技术,每隔一定时间曝光一次,从而形成间隔相同时间的影像的方法.

②频闪灯:每隔相等时间闪光一次,如每隔0.1 s闪光一次,即每秒闪光10次.

③频闪照片:利用频闪灯照明,照相机可以拍摄出运动物体每隔相等时间所到达的位置,通过这种方法拍摄的照片称为频闪照片.

④记录信息:物体运动的时间和位移.

(3)物体是否做匀变速直线运动的判断方法

①利用平均速度v=ΔsΔt,当Δt  时,可以近似认为平均速度ΔsΔt等于t时刻的  速度,利用速度和时间关系判断物体是否做匀变速直线运动.

②利用Δs=s2-s1=s3-s2=…=sn-sn-1=_____判断物体是否做匀变速直线运动.

2.实验器材

打点计时器、纸带、复写纸、低压  电源、小车、垫片、长木板、刻度尺、导线等.

3.实验步骤

(1)将打点计时器固定在长木板的一端,并用垫片垫高此端,使木板倾斜.如图所示.

(2)连接好打点计时器的电路.(注意此过程中要断开开关)

(3)将纸带穿过打点计时器,连接在小车后面,并使小车靠近打点计时器.

(4)闭合电路开关,然后释放小车,打完纸带后立即关闭电源.

(5)更换纸带,重复操作三次.

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第三部分内容:合作探究攻重难

科学测量中的误差与有效数字

1.绝对误差和相对误差

从分析数据看,误差分为绝对误差和相对误差.

绝对误差:绝对误差是测量值与真实值之差,即绝对误差=测量值-真实值.它反映了测量值偏离真实值的大小.

相对误差:相对误差等于绝对误差与真实值之比,常用百分数表示.它反映了实验结果的精确程度.

对于两个实验值的评价,必须考虑相对误差,绝对误差大者,其相对误差不一定大.

2.系统误差产生的原因及特点

来源:一是实验原理不够完善;二是实验仪器不够精确;三是实验方法粗略.

(2)基本特点:实验结果与真实值的偏差总是偏大或偏小.

(3)减小方法:改善实验原理:提高实验仪器的测量精确度;设计更精巧的实验方法.

3.偶然误差产生的原因及特点

(1)来源:偶然误差是由于各种偶然因素对实验者和实验仪器的影响而产生的.例如,用刻度尺多次测量长度时估读值的差异;电源电压的波动引起的测量值微小变化.

(2)基本特点:多次重复同一测量时,偶然误差有时偏大,有时偏小,且偏大和偏小的机会比较接近.

(3)减小方法:多次测量取平均值可以减小偶然误差.

4.有效数字

(1)带有一位不可靠数字的近似数字称为有效数字.

(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:0.092 3、0.092 30、2.014 0有效数字的位数依次为3位、4位和5位.

(3)科学记数法:大的数字,如36 500,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.

实验操作及数据处理

【例2】 打点计时器是高中物理中重要的物理实验仪器,图中甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的,请回答下面的问题.

(1)甲图是________打点计时器,电源采用的是________.

(2)乙图是______打点计时器,电源采用的是__________.

(3)某同学在“匀变速直线运动的实验探究”的实验中,用打点计时器在纸带上打的点记录小车的运动情况.他做此实验时步骤如下:

A.拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,放开纸带,再接通电源.

B.将打点计时器固定在长木板上,并接好电路.

C.把一条绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面挂上适当的钩码.

D.小车停止运动后,直接取下纸带.

E.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔.

F.换上新纸带,重复操作三次,然后从各纸带中选取一条清晰的进行数据处理.

规律方法

纸带的处理方法

(1)分析纸带的重点是通过纸带能判断物体的运动性质,能求物体运动的瞬时速度和加速度.

(2)用逐差法求加速度时,若可利用的间隔数为偶数,可将计数点间隔平分成前后两组;若可利用的间隔数为奇数,可将居中的间隔舍去,再将计数点间隔平分成前后两组,计算时,还应注意公式的调整.

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第四部分内容:课时演练提素养

1.下列说法中正确的是(  )

A.因气温变化引起刻度尺热胀冷缩,而造成的误差是偶然误差

B.多次测量求平均值可以减小系统误差

C.称体重时没脱鞋而带来的误差属于系统误差

D.正确地测量同一物体的长度,不同的人测量结果不同,这是系统误差

2.(多选)运动物体拉动穿过打点计时器的纸带,纸带上打下一系列小点,打点计时器打下的点直接记录了(  )

A.物体运动的时间

B.物体在不同时刻的位置

C.物体在不同时刻的速度

D.物体在不同时间内的位移

3.(多选)在“匀变速直线运动的实验探究”中,为了减小测量小车运动加速度的相对误差,下列措施中哪些是有益的(  )

A.使小车运动的加速度尽量小一些

B.适当增加挂在细绳下的钩码的个数

C.在同样条件下,打出多条纸带,选其中一条最理想的进行测量和计算

D.舍去纸带上较密集的点,然后选取计数点,进行计算

4.下列各组测量数据各有几位有效数字?

(1)3.2 km________.

(2)100.00 m________.

(3)0.047 m________.

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