高一物理辅导教材：实验误差和有效数字问题

　　一、考试大纲中实验能力的要求

　　能独立的完成知识列表中的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价；能发现问题、提出问题，并制定解决方案；能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。

　　二、考试大纲对实验的说明

　　1.要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等。

　　2.要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均值的方法减少偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差。

　　3.要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果。间接测量的有效数字运算不做要求。

　　三、有效数字

　　1.带有一位不可靠数字的近似数字叫做有效数字。

　　2.有效数字的位数：从左侧第一个不为零的数字起到最末一位数字止，共有几个数字，就是几位有效数字。

　　例：0.092 3、0.092 30、2.014 0有效数字的位数依次为3位、4位和5位。

　　3.科学记数法：大的数字，如36 500，如果第3位数5已不可靠时，应记作3.65×104；如果是在第4位数不可靠时，应记作3.650×104.

　　四、误差

　　1.系统误差产生的原因及特点

　　（1）来源：一是实验原理不够完善；二是实验仪器不够精确；三是实验方法粗略。例如，在验证力的平行四边形定则实验中，弹簧测力计的零点未校准；在验证牛顿第二定律的实验中，用砂和砂桶的重力代替对小车的拉力等。

　　（2）基本特点：实验结果与真实值的偏差总是偏大或偏小。

　　（3）减小方法：改善实验原理；提高实验仪器的测量精确度；设计更精巧的实验方法。

　　2.偶然误差产生的原因及特点

　　（1）来源：偶然误差是由于各种偶然因素对实验者和实验仪器的影响而产生的。例如，用刻度尺多次测量长度时估读值的差异；电源电压的波动引起的测量值微小变化。

　　（2）基本特点：多次重复同一测量时，偶然误差有时偏大，有时偏小，且偏大和偏小的机会比较接近。

　　（3）减小方法：多次测量取平均值可以减小偶然误差。