2025年高考從實驗誤差分析談實驗操作方法

　　從實驗誤差分析談實驗操作方法

　　普通高中物理實驗內容標準中指出：能根據(jù)實驗要求合理選擇并安裝實驗器材，正確進行實驗操作，能排除實驗中的一般故障。現(xiàn)就高中力學實驗誤差分析談操作方法。

　　一、長度的測量

　　1、誤差分析：

　　用刻度尺測量物體長度的誤差：

　　①對小于1mm的部分長度估讀不準確；

　�、诳潭染�未與被測長度平行；

　　③刻度尺的起點（可以不是“0”刻度線）與被測長度的起點未對齊；

　�、芤暰�未與刻度尺垂直等。

　　2、操作方法：

　�。�1）用刻度尺測量

　　①測量時米尺的刻度線要緊貼待測物體，以減小視差；

　�、谑褂们白⒁庥^察刻度尺的量程和最小刻度值；

　　③測量起點不一定選在“0”刻度線，應使操作盡量簡便；

　�、茏x數(shù)時視線要與尺面垂直；測量精度要求較高時，要進行重復測量，然后取平均值；

　�、莺撩滓韵碌臄�(shù)值靠目測估讀一位，估計值至少是最小刻度的1/10。

　�。�2）使用游標卡尺測量

　�、僭诳从螛顺呱系哪臈l刻線與主尺上的某條刻線重合時，要選一條重合得最好的來讀數(shù)；

　�、谠诳词怯螛顺呱系趲讞l刻條與主尺刻線重合時，不包括游標尺的零刻度在內；

　�、墼谧x數(shù)前，先擰緊緊固螺釘，以免游標尺移動影響讀數(shù)；

　�、芫�確度為0.1mm，0.05mm和0.02mm的游標卡尺的讀數(shù)，以mm為單位時，讀數(shù)保留到小數(shù)點后第1位、第2位和第3位。

　　二、驗證力的平行四邊形定則

　　1、誤差分析

　�、儆妹椟c法記錄的拉力方向不夠準確；

　　②所作平行四邊形的對邊不嚴格平行；

　�、劾�橡皮條時，沒有做到橡皮條及兩細繩套平行于方木板，使在紙上所描下的拉力方向并不是拉力的真實方向；

　�、軟]有校準彈簧秤的零點，兩只彈簧秤的刻度不準確；⑤彈簧的拉桿與限位孔有磨擦，使彈簧讀數(shù)并不能真正表示細繩中拉力的大小。

　　2、操作方法

　�、俨灰�直接以橡皮條端點為結點，可拴一短細繩再連兩細繩套，以三繩交點為結點，使結點小些，便于準確地記錄結點O的位置。

　�、诓灰�用老化的橡皮條，檢查方法是用一個彈簧秤拉橡皮條，要反復做幾次使橡皮條拉伸到相同的長度看彈簧秤讀數(shù)有無變化。

　�、蹚椈沙釉谑褂们皯獙⑵渌�平放置，然后檢查、校正零點。將兩彈簧秤互相鉤著水平拉伸，選擇兩只讀數(shù)完全一致的彈簧秤使用。

　�、茉谕�一次實驗中，使橡皮條拉長時結點O的位置一定要重合。

　�、萦脙芍粡椈沙鱼^住繩套互成角度地拉像皮條時，夾角不宜太大也不宜太小，以60°-100°之間為宜。

　�、拮x數(shù)時應注意使彈簧秤與木板平行，并使細繩套與彈簧秤的軸線在同一條直線上。避免彈簧秤的外殼、彈簧秤的限位卡之間有摩托。讀數(shù)時眼睛要正視彈簧秤的刻度，在合力不超出量程及橡皮條彈性限度的前提下，拉力的數(shù)值盡量大些。

　　⑦細繩套應適當長一些，便于確定力的方向，不要直接沿細繩套的方向畫直線，應在細繩套末端用鉛筆畫一個點，取掉細繩套后，再將所標點與O點連直線確定力的方向。

　�、嘣谕�一次實驗中，畫力的圖示所選定的標度要相同，并且要恰當選取標度，使所作力的圖示稍大一些。

　　三、探究彈力與彈簧伸長的關系

　　1、誤差分析

　　本實驗的誤差主要來自以下兩個方面：

　�、購椈傻拈L度測量不精確。

　�、诿椟c、畫圖不精確。

　　2、操作方法

　�、侔惭b時，要保持刻度尺豎直并靠近彈簧。

　　②實驗時，要盡量選擇長度較大、匝數(shù)較多，但軟硬程度（頸度系數(shù)）適中的彈簧，以每掛一個鉤碼（20g），彈簧伸長量增大1-2cm為宜。

　�、圩x取彈簧下端所對應刻度時，要用三角板，并且視線垂直于刻度，力求讀數(shù)準確，等鉤碼靜止時，再讀數(shù)。

　　④實驗中懸掛鉤碼時注意不要太多，以免彈簧被過分拉伸，超過彈簧的彈性限度。

　�、菀�使用輕質彈簧，且要盡量多測幾組數(shù)據(jù)。

　�、藿ㄗ鴺讼禃r，要選擇合適標度，以使所畫曲線占據(jù)整個坐標紙。

　　⑦畫圖紙時，不一定要讓所有各點都正好在曲線上，但應注意使曲線兩側的點大致相同，偏離太遠的點要舍棄。

　　四、研究勻變速直線運動

　　1、誤差分析

　　本實驗參與計算的量有s和T，因此誤差來源于s和T。

　�、儆捎谙噜弮捎嫈�(shù)點之間的距離s測量不夠精確。

　�、谑须姷念l率不穩(wěn)定使T不穩(wěn)定。

　　2、操作方法

　　①要在鉤碼（或砂桶）落地處放上軟墊或砂箱，防止撞壞鉤碼。

　�、谝�在小車到達滑輪前用手按住它或放置泡沫塑料擋板，防止撞壞小車。

　�、坌≤嚨募铀俣纫诉m當大些，可以減小長度的測量誤差，加速度大小能在約50cm的紙帶上清楚地取出7-8個小計數(shù)點為宜。

　�、芗垘н\動時盡量不要讓紙帶與打點計時器的限位孔摩擦。

　�、菀�先接通電源，待打點計時器工作穩(wěn)定后，再放開小車；放開小車時，小車要靠近打點計時器，以充分利用紙帶的長度。

　　⑥不要分段測量各段位移，應盡可能地一次測量完畢（可先統(tǒng)一量出各計數(shù)點到計數(shù)起點O之間的距離），讀數(shù)時應估讀到毫米的下一位。

　　五、研究平拋物體的運動

　　1、誤差分析

　　①安裝斜槽時，其末端切線不平而產生誤差。

　　②建立坐標系時，以斜槽末端端口位置為坐標原點，實際上應是末端端口上的小球球心位置為坐標原點。

　　③豎直軸（y軸）畫得不準確。

　�、苊璩鲕壽E上的各點時，由于目測不準，而使描點不準確。

　�、輸�(shù)據(jù)測量時，測量不準確。

　　2、操作方法

　�、傩辈勰┒饲芯�必須水平。

　�、诿看螐耐�一位置無初速釋放小球，以使小球每一次拋出后軌跡相同，每次描出的點在同一條軌跡上。

　�、郯惭b實驗裝置時，要注意使軌道末端與圖板相靠近，并保持它們的相對位置不變。

　　④要用重垂線把圖紙校準到豎直方向，使小球運動軌跡所在豎直平面靠近圖板，又不接觸圖板。

　�、葑鴺嗽�點不是槽口末端點，應是球在槽口時，球心在圖板上的水平投影點。

　�、耷虻尼尫鸥叨纫�適當，使其軌跡不致太平也不致于太豎直。

　�、哂嬎愠跛俣葧r，應選離拋出點遠些的點。

　　六、驗證機械能守恒定律

　　1、誤差分析

　�、僦匚锖图垘г谙侣溥^程中要克服各種阻力（空氣阻力、打點計時器阻力）做功，故動能的增加量mν2稍小于重力勢能的減少量mgh，這是不可避免的，這屬于系統(tǒng)誤差。

　�、陂L度的測量，屬偶然誤差。

　　2、操作方法

　�、勹F架臺應豎直安裝，可使紙帶所受阻力減小。

　�、趹�選用質量和密度較大的重物，增大重力可使阻力的影響相對減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減小。

　　③應先打開電源讓打點計時器開始打點穩(wěn)定后，再放開紙帶讓重物下落。

　　④選取紙帶點跡清晰，所打點呈一條直線。第1和第2兩打點間距離接近2mm。

　　七、驗證動量守恒定律

　　1、誤差分析

　　實驗所研究的過程是兩個不同質量的金屬球發(fā)生水平正碰，因此“水平”和“正碰”是操作中應盡量予以滿足的前提條件。實驗中兩球球心高度不在同一水平面上，給實驗帶來誤差。每次靜止釋放入射小球的釋放點越高，兩球相碰時內力越大，動量守恒的誤差越小，應進行多次碰撞，落點取平均位置來確定，以減小偶然誤差。

　　2、操作方法

　�、傩辈勰┒说那芯�必須水平。

　�、谌肷湫∏蛎看味急仨殢男辈弁�一高度由靜止釋放。

　�、廴肷淝蛸|量應大于被碰球的質量。

　�、軐嶒炦^程中實驗桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變。

　　八、用單擺測定重力加速度

　　1、誤差分析

　�、俦緦嶒炏到y(tǒng)誤差主要來源于單擺模型本身是否符合要求，即：懸點是否固定，是單擺還是復擺，球、線是否符合要求，振動是圓錐擺還是在同一豎直平面內振動以及測量哪段長度作為擺長等等。

　�、诒緦嶒炁既徽`差主要來自時間（即單擺周期）的測量上。因此，要從擺球通過平衡位置開始計時，并采用倒計時計數(shù)的方法，不能多記振動次數(shù)。

　　2、操作方法

　�、僖獜臄[球過平衡位置時開始計時。

　�、谝獪y多次全振動的時間來計算周期。如在擺球過平衡位置時啟動秒表，同時數(shù)零，以后擺球每過一次平衡位置記一個數(shù)。最后秒表計時為t秒，記數(shù)為n，則周期T==秒。

　�、蹣嫵蓡螖[的條件：細線的質量要小，彈性要小，球要選用體積小、密度大的小球，擺角不能超過10°。

　�、芤�使擺球從同一豎直面內擺動，不能形成圓錐擺，方法是由靜止釋放擺球。

　�、輸[長是懸點到球心的距離。擺線上端要打結固定好，以免擺動過程中擺長發(fā)生變化。

　　⑥秒表讀數(shù)時，不需要估讀，因為秒表的指針只會停在某一s刻度線上，不會停在兩個s刻度線之間。

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