专题二 测量方法及差分析(四).doc

专题二 测量方法与误差分析 观察和测量是科学实验中，经常运用的科学方法。人类在进行定性实验中，主要用到的科学方法是观察。上一专题中，我们主要研究了科学观察。在本专题中，我们将简单了解测量的有关知识，以及在中小学教学中测量这一方法的教学要求及其实现途径。在科学上，测量这一方法用的领域也非常广，几乎所有的定量实验都需要用到测量法。 实验四 一般测量 [理论探究] 一、测量 1．测量的含义 测量就是用仪器确定空间、时间、温度、速度、功能等有关数值。在科学实验中，有时需要知道研究对象所含的化学成分及其具体含量，这就需要通过仪器进行分行，不仅进行定性分析，还要进行定量测定。 2．测量的方法 测量物体，无论是固体、液体还是气体，根据测量内容的不多，方法很多。有些测量，我们可以直接使用测量仪器获得所需的结果，这种测量我们叫它直接测量；但在科学实验中，有很多情况需要测量后经过数学公式（如计算面积和体积的公式等）的运算，才能得出所需的数值。测量的内容和方法简介于下表。 测量方法简表 测量项目 测量工具 单位 备注 长度 刻度尺、卡尺、 测微尺 米（m）、千米（km）、分米（dm）、 厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm） 测量物质的长度,如动植物体、器官和细胞的长度 面积 刻度尺、测绳、 皮尺 平方米（m2）、平方厘米（cm2）、公顷（km2） 测量土地、种群分布和叶等的面积 体积 容积 刻度尺、三角板、量简量杯、容量瓶 升（L）、毫升（mL）、微升（μL）、立方米（m3）、立方厘米（cm3） 测量物质所占或容纳空间大小或物质多少 质量 重量 天平、磅秤、托盘、天平、分析天平、电子秤 千克（公斤kg）、克（g）、毫克（mg）、吨（t）、微克（μg） 测量测量物质得干重或湿重 时间 钟、表、秒表 秒（s）、分（min）、时（h）、日（d） 记录(非)生命体活动的过程和活动节律 温度 温度计、体温计、地温计 摄氏度（℃） 测量人和动物体温、大气、水体和土壤温度 力 弹簧秤 牛顿（N） 测量摩擦力、压力和拉力 从上面的测量简表中，我们可以看出对于物体的测量包括很多方面，而对物体长度的测量是这些测量中最基本的一种测量，也是研究和分析物体的一种方法。在中小学中涉及的长度测量，主要是让学生掌握测量的方法、科学记录数据和误差分析等方法，从而提高能力。 1.米尺 米尺的最小刻度值为1，用米尺测量物体的长度时，可以估测到十分之一毫米，但是最后一位是估计的。如用米尺测量一张书桌的长度和宽度的数值分别为55.25和48.43，其中55.2和48.4是准确的，而最后一位数字5和3是估计值，也就是含有误差的测量值，根据有效数字的书写方法可知，用米尺做长度测量时，当用厘米做单位时，数值应读到小数点后第二位为止。 2.游标卡尺 游标卡尺简称卡尺，是一种比较精确的常用测量长度的量具，其准确度可达0.1~0.01，它的外形和结构如图1-1所示。游标卡尺主要由主尺和可以沿主尺滑动的游标尺（副尺）组成。钳口、用来测量物体的外部尺寸，刀口可用来测量管的内径或槽宽；尾尺可用来测量槽或小孔的深度。 主尺的最小分度为1，游标尺上刻有游标，利用游标可以把主尺上的估读数值准确地测量出来，从而提高了测量的精确度。 以10分度游标为例，图1-2为测量精确到分格的游标(称作10分游标)的原理图。游标尺上只有10个分格，是将主尺上的9个分格10等分而成，由此有标尺上的一个分格的间隔等于主尺一个分格的。图1-3是使用10分游标测量的示意图。测量时将物体的端和主尺的零线对齐，另一端在主尺的第7和第8格分格之间，即物体的长度稍大于7个主尺格。设物体的长度比7个主尺格长，使用10分游标可将测准到主尺一分格的。如图1-3示，将有标的零线和物体的端相接，查出与主尺刻线对齐的是由标尺上的第6条线，则 即物体的长度等于7.6主尺格。如果主尺每分格为，则被测物体的长度为7.6。由图1-3可以看出，游标卡尺是利用主尺和游标尺上每一分格之差，使测量读数进一步精确的，此种方法称作差示法。 参照上例可知，使用游标卡尺进行测量时，读数分为两步： (1)从游标零线位置读出主尺的整格数. (2)根据游标上与主尺对齐的刻线读出不足一分格的小数,二者相加即为测量值. 一般说来,游标是将主尺的个分格，分成等分（称作分游标），如主尺的一分格宽为，则游标一分格宽为，二者的差为是游标尺的分度值。 图1-4所示，使用分游标测量时，如果是游标的第条线与主尺的某一刻线对齐，则所求的值等于 ，即等于游标分度值乘以。所以使用游标卡尺时，先要明确其分度值。 一般使用的游标有等于10、20和50三种，其分度值即精密度分别为0.1、0.05和0.02。现代生产和实验中使用的常为五十分游标，是将主尺的49等分为游标的50个分格，