《實(shí)驗(yàn)中的誤差和有效數(shù)字》《科學(xué)測(cè)量：做直線運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度》勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究PPT課件
第一部分內(nèi)容：【學(xué)習(xí)素養(yǎng)•明目標(biāo)】
物理觀念：1.理解絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差的概念.2.理解系統(tǒng)誤差和偶然誤差的概念.3.知道有效數(shù)字的概念．
科學(xué)探究：1.了解兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)和工作原理，并學(xué)會(huì)安裝和使用.2.掌握測(cè)量瞬時(shí)速度的方法，會(huì)用打出的紙帶求瞬時(shí)速度．
科學(xué)思維：1.會(huì)用平均速度代替瞬時(shí)速度.2.會(huì)建立坐標(biāo)系、描點(diǎn)連線，會(huì)用圖像表示速度隨時(shí)間變化的規(guī)律．
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第二部分內(nèi)容：自主預(yù)習(xí)探新知
一、科學(xué)測(cè)量中誤差和有效數(shù)字
1．絕對(duì)誤差與相對(duì)誤差
(1)在科學(xué)研究中，把_____與_____之差稱為絕對(duì)誤差．它表示_____與_____的偏離程度．設(shè)某物理量的測(cè)量值為x，它的真實(shí)值為a，絕對(duì)誤差用Δx表示，則Δx＝_____.
(2)_____與_____的比值，稱為相對(duì)誤差．相對(duì)誤差通常表示成百分比的形式，因此也叫百分誤差．相對(duì)誤差通常用δ表示，則δ＝____×100%.
科學(xué)測(cè)量中常用__________代替真實(shí)值．
2．系統(tǒng)誤差與偶然誤差
(1)系統(tǒng)誤差指由于__________或__________造成的誤差．系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)是測(cè)量結(jié)果_____或者_(dá)____．
(2)偶然誤差指對(duì)同一物理量進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)，由于__________而產(chǎn)生的誤差；可采用__________方法來(lái)減小偶然誤差．
3．有效數(shù)字
把測(cè)量結(jié)果中_______________全部數(shù)字稱為有效數(shù)字，其中通過(guò)直接讀取獲得的準(zhǔn)確數(shù)字稱為_(kāi)_________，通過(guò)估讀獲得的數(shù)字稱為_(kāi)_________，也稱為_(kāi)_________．
二、科學(xué)探究：做直線運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度
1．實(shí)驗(yàn)原理和方法
(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
①結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
(2)頻閃照相法及其應(yīng)用
①頻閃照相法：利用照相技術(shù)，每隔一定時(shí)間曝光一次，從而形成間隔相同時(shí)間的影像的方法．
②頻閃燈：每隔相等時(shí)間閃光一次，如每隔0.1 s閃光一次，即每秒閃光10次．
③頻閃照片：利用頻閃燈照明，照相機(jī)可以拍攝出運(yùn)動(dòng)物體每隔相等時(shí)間所到達(dá)的位置，通過(guò)這種方法拍攝的照片稱為頻閃照片．
④記錄信息：物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移．
(3)物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的判斷方法
①利用平均速度v＝ΔsΔt，當(dāng)Δt 時(shí)，可以近似認(rèn)為平均速度ΔsΔt等于t時(shí)刻的 速度，利用速度和時(shí)間關(guān)系判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)．
②利用Δs＝s2－s1＝s3－s2＝…＝sn－sn－1＝_____判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)．
2．實(shí)驗(yàn)器材
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙、低壓 電源、小車、墊片、長(zhǎng)木板、刻度尺、導(dǎo)線等．
3．實(shí)驗(yàn)步驟
(1)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板的一端，并用墊片墊高此端，使木板傾斜．如圖所示．
(2)連接好打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電路．(注意此過(guò)程中要斷開(kāi)開(kāi)關(guān))
(3)將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連接在小車后面，并使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．
(4)閉合電路開(kāi)關(guān)，然后釋放小車，打完紙帶后立即關(guān)閉電源．
(5)更換紙帶，重復(fù)操作三次．
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第三部分內(nèi)容：合作探究攻重難
科學(xué)測(cè)量中的誤差與有效數(shù)字
1．絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差
從分析數(shù)據(jù)看，誤差分為絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差．
絕對(duì)誤差：絕對(duì)誤差是測(cè)量值與真實(shí)值之差，即絕對(duì)誤差＝測(cè)量值－真實(shí)值．它反映了測(cè)量值偏離真實(shí)值的大�。�
相對(duì)誤差：相對(duì)誤差等于絕對(duì)誤差與真實(shí)值之比，常用百分?jǐn)?shù)表示．它反映了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確程度．
對(duì)于兩個(gè)實(shí)驗(yàn)值的評(píng)價(jià)，必須考慮相對(duì)誤差，絕對(duì)誤差大者，其相對(duì)誤差不一定大．
2．系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因及特點(diǎn)
來(lái)源：一是實(shí)驗(yàn)原理不夠完善；二是實(shí)驗(yàn)儀器不夠精確；三是實(shí)驗(yàn)方法粗略．
(2)基本特點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)值的偏差總是偏大或偏�。�
(3)減小方法：改善實(shí)驗(yàn)原理：提高實(shí)驗(yàn)儀器的測(cè)量精確度；設(shè)計(jì)更精巧的實(shí)驗(yàn)方法．
3．偶然誤差產(chǎn)生的原因及特點(diǎn)
(1)來(lái)源：偶然誤差是由于各種偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)者和實(shí)驗(yàn)儀器的影響而產(chǎn)生的．例如，用刻度尺多次測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)估讀值的差異；電源電壓的波動(dòng)引起的測(cè)量值微小變化．
(2)基本特點(diǎn)：多次重復(fù)同一測(cè)量時(shí)，偶然誤差有時(shí)偏大，有時(shí)偏小，且偏大和偏小的機(jī)會(huì)比較接近．
(3)減小方法：多次測(cè)量取平均值可以減小偶然誤差．
4．有效數(shù)字
(1)帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字稱為有效數(shù)字．
(2)有效數(shù)字的位數(shù)：從左側(cè)第一個(gè)不為零的數(shù)字起到最末一位數(shù)字止，共有幾個(gè)數(shù)字，就是幾位有效數(shù)字．
例：0.092 3、0.092 30、2.014 0有效數(shù)字的位數(shù)依次為3位、4位和5位．
(3)科學(xué)記數(shù)法：大的數(shù)字，如36 500，如果第3位數(shù)5已不可靠時(shí)，應(yīng)記作3.65×104；如果是在第4位數(shù)不可靠時(shí)，應(yīng)記作3.650×104.
實(shí)驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)處理
【例2】 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是高中物理中重要的物理實(shí)驗(yàn)儀器，圖中甲、乙兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是高中物理實(shí)驗(yàn)中常用的，請(qǐng)回答下面的問(wèn)題．
(1)甲圖是________打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，電源采用的是________．
(2)乙圖是______打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，電源采用的是__________．
(3)某同學(xué)在“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打的點(diǎn)記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況．他做此實(shí)驗(yàn)時(shí)步驟如下：
A．拉住紙帶，將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，放開(kāi)紙帶，再接通電源．
B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上，并接好電路．
C．把一條繩拴在小車上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼．
D．小車停止運(yùn)動(dòng)后，直接取下紙帶．
E．將紙帶固定在小車尾部，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔．
F．換上新紙帶，重復(fù)操作三次，然后從各紙帶中選取一條清晰的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理．
規(guī)律方法
紙帶的處理方法
(1)分析紙帶的重點(diǎn)是通過(guò)紙帶能判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，能求物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度．
(2)用逐差法求加速度時(shí)，若可利用的間隔數(shù)為偶數(shù)，可將計(jì)數(shù)點(diǎn)間隔平分成前后兩組；若可利用的間隔數(shù)為奇數(shù)，可將居中的間隔舍去，再將計(jì)數(shù)點(diǎn)間隔平分成前后兩組，計(jì)算時(shí)，還應(yīng)注意公式的調(diào)整．
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第四部分內(nèi)容：課時(shí)演練提素養(yǎng)
1．下列說(shuō)法中正確的是( )
A．因氣溫變化引起刻度尺熱脹冷縮，而造成的誤差是偶然誤差
B．多次測(cè)量求平均值可以減小系統(tǒng)誤差
C．稱體重時(shí)沒(méi)脫鞋而帶來(lái)的誤差屬于系統(tǒng)誤差
D．正確地測(cè)量同一物體的長(zhǎng)度，不同的人測(cè)量結(jié)果不同，這是系統(tǒng)誤差
2．(多選)運(yùn)動(dòng)物體拉動(dòng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，紙帶上打下一系列小點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的點(diǎn)直接記錄了( )
A．物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
B．物體在不同時(shí)刻的位置
C．物體在不同時(shí)刻的速度
D．物體在不同時(shí)間內(nèi)的位移
3．(多選)在“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究”中，為了減小測(cè)量小車運(yùn)動(dòng)加速度的相對(duì)誤差，下列措施中哪些是有益的( )
A．使小車運(yùn)動(dòng)的加速度盡量小一些
B．適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下的鉤碼的個(gè)數(shù)
C．在同樣條件下，打出多條紙帶，選其中一條最理想的進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算
D．舍去紙帶上較密集的點(diǎn)，然后選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，進(jìn)行計(jì)算
4．下列各組測(cè)量數(shù)據(jù)各有幾位有效數(shù)字？
(1)3.2 km________.
(2)100.00 m________.
(3)0.047 m________.
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