专题二 测量方法及误差分析(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，即游标的一个分格宽度为0.98，它的分度值即精密度为0.02。
3.螺旋测微器
螺旋测微器又称