文档介绍：在初中物理实验教学中要注重培养学生的误差意识
误差是指测量值与真实值之间的差异。它是一切测量活动中都普遍存在的现象。了解一些测量的初步知识,是培养学生综合素质的重要内容。因此,尽量减小测量中的误差,不仅是在科学研究、工农业生产、日常生活中要解决的问题,也是在学生实验探究中要注重培养的问题。当然,对不同的测量对象,误差的要求也不同。对于初中学生,教师主要是要使学生具有减小误差的意识,了解减小误差的主要方法,培养学生解决实际问题的能力。
从产生误差的来源上看,它分为系统误差和偶然误差(或随机误差)。系统误差主要产生于测量工具的本身及测量原理、方法、步骤等因素,其特点是:在相同的测量条件下,各个测量值比真实值都偏大或都偏小;偶然误差主要产生于实验条件及环境因素的变化,其特点是:测量原理及方法相同时,各次测量值较真实值偏大和偏小的几率相同。
在初中物理实验中,减小偶然误差的主要方法是“多次测量取其平均值”,而减小系统误差就要分析不同的产生原因采取相应的办法了,本文主要就“系统误差”的产生和减小方法作一讨论。
一、仪器误差:由测量工具本身的原因产生的误差,主要有:
1、示数误差:由于测量工具本身的最小分度值较大或示数不准确、刻度不均匀等而产生误差。
2、机构误差:由于测量工具的设计、制造等没有达到理想的要求而产生的误差。如天平的两臂不相等;电流表本身的电阻不为零;电压表本身的电阻不等于无穷大等。
3、零位误差:测量前需要调零的工具未调零。如弹簧测力计、电流表、电压表等使用前都应调零。
二、安装误差:是由于测量工具的安装和使用不正确而产生的误差。如用托里拆利实验装置测量大气压时,玻璃管内进入了少量空气;用温度计测量液体温度时,温度计的玻璃泡接触了容器壁;用电流表测量电流或用电压表测量电压时,选择的量程过大等。
三、环境误差:由于测量工具使用的环境条件与使用时规定的条件不相符而产生的误差。如测量电阻时温度对电阻的影响等。
四、方法误差:由于测量的方法步骤或计算的方法不当而产生的误差。如用伏安法测电阻,电流表的内接法或外接法产生误差;测量固体和液体密度时,测量质量和体积的方法不当产生误差等。
五、操作误差:由于观察者先天缺陷或观察位置不对而产生的误差(也称人为误差)。如读温度计示数时,视线没有与液面平齐或示数还没有稳定就读数等。
误差理论是比较复杂的理论体系,对于初中学生没有必要系统掌握,但作为物理教师就必须具备有关的知识了,并且在实验教学中,教师应有意识地引导学生:让学生有减小误差的意识;在测量活动中了解误差产生的主要原因;能在现有的实验条件下,知道减小这些误差的主要方法。
案例:“测量液体和固体的密度”
一、测量液体密度:
1、测量原理:ρ=m/v
2、实验步骤:将天平放置在水平台上后调节天平平衡(游码要移到天平横梁标尺的零刻度线处);再把装有一定量的待测液体的烧杯放在天平左盘,测出其总质量m1;将烧杯中的待测液体倒入一部分至量筒中,测出烧杯和剩余液体的总质量m2;读出量筒中的液体体积v.
3、液体密度计算表达式:ρ=(m1 –m2)/v
4、系统误差简析:
本实验中的测量工具分别有“天平”和“量筒”。由于测量工具本身的原因而产生的误差如“示数误差”、“机构误差”、“零位误差”在本实验中都有可能存在。在实验中教师主要应强