華理大物實(shí)驗(yàn)答案誤差與有效數(shù)字,基本測(cè)量

1、誤差與有效數(shù)字練習(xí)題答案1.有甲、乙、丙、丁四人，用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量一個(gè)銅球的直徑，各人所得的結(jié)果表達(dá)如下：d甲 =（1.2832±0.0003）cm ，d乙 =（1.283±0.0003）cm ，d丙 =（1.28±0.0003）cm ，d丁 =（1.3±0.0003）cm ，問(wèn)哪個(gè)人表達(dá)得正確？其他人錯(cuò)在哪里？答：甲對(duì)。其他人測(cè)量結(jié)果的最后位未與不確定度所在位對(duì)齊。 2.一學(xué)生用精密天平稱(chēng)一物體的質(zhì)量m ，數(shù)據(jù)如下表所示 ： 儀 =0.0002g 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 m /g 3.6124 3.6127 3.6122 3.6121 3.612

2、0 3.6125請(qǐng)計(jì)算這一測(cè)量的算術(shù)平均值，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)誤差及相對(duì)誤差，寫(xiě)出結(jié)果表達(dá)式。 A類(lèi)分量： B類(lèi)分量： 合成不確定度：=0.00018g取0.00018g ，測(cè)量結(jié)果為： ( P=0.683 )相對(duì)誤差: 3.用米尺測(cè)量一物體的長(zhǎng)度，測(cè)得的數(shù)值為 次數(shù) 1 2 3 4 5 678910 L /cm 98.98 98.94 98.96 98.97 99.00 98.95 98.9798.9698.9898.94試求其算術(shù)平均值，A類(lèi)不確定度、B類(lèi)不確定度、合成不確定度及相對(duì)誤差，寫(xiě)出結(jié)果表達(dá)式。，A類(lèi)分量: =1.060.006=0.0064cmB類(lèi)分量: 合成不確定度: =0.04cm相

3、對(duì)誤差: ( P=0.683 )結(jié)果: 4.在測(cè)量固體比熱實(shí)驗(yàn)中，放入量熱器的固體的起始溫度為t1 ±St1= 99.5 ± 0.3，固體放入水中后，溫度逐漸下降，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，t2 ±St2= 26.2 ± 0.3，試求溫度降低值t =t2 t1的表示式及相對(duì)誤差。處理：t =t2 t1=26.2-99.5=-73.3, U =0.5 , （ 或 -0.7）t =( -73.3 ± 0.5) ( P=0.683 )5.一個(gè)鉛質(zhì)圓柱體，測(cè)得其直徑為d ±Ud =（2.040±0.003） cm ，高度為 h±Uh=

4、（4.120 ± 0.003）cm，質(zhì)量為m±Um =（149.10 ± 0.05）g。試求：（1）計(jì)算鉛的密度；（2）計(jì)算鉛的密度的相對(duì)誤差和不確定度；（3）表示的測(cè)量結(jié)果。處理：（1）g/3 （2） （3） g/3 ( P=0.683 ) 6.按照誤差理論和有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則改正以下錯(cuò)誤：（1）N =10.8000±0.3cm正：N =（10.8±0.3）cm ，測(cè)量誤差決定測(cè)量值的位數(shù)（測(cè)量結(jié)果存疑數(shù)所在位與誤差對(duì)齊）（2）有人說(shuō)0.2870有五位有效數(shù)字，有人說(shuō)只有三位，請(qǐng)糾正，并說(shuō)明其原因。答：有效數(shù)字的位數(shù)應(yīng)從該數(shù)左側(cè)第一個(gè)非零數(shù)開(kāi)始

5、計(jì)算，0.2870應(yīng)有四位有效數(shù)字。其左端的“0”為定位用，不是有效數(shù)字。右端的“0”為有效數(shù)字。（3）L =28cm =280mm正：L =2.8×102mm ，改變單位時(shí)，其有效數(shù)字位數(shù)不變。（4）L =（28000±8000）mm正：L =（2.8±0.8）×104mm ，誤差約定取一位有效數(shù)字。7.試計(jì)算下列各式（在書(shū)寫(xiě)計(jì)算過(guò)程中須逐步寫(xiě)出每步的計(jì)算結(jié)果）：（1）已知y = lg x ，x ±x =1220 ± 4 ，求y ：處理：y = lg x = lg 1220 =3.0864=0.0014 ( P=0.683 ) （2

6、）已知y = sin ，±S=45°30´±0°04´ ，求y ：處理： y = sin45°30´=0.7133 Uy =cosU =cos45°30´=0.0008 , ( P=0.683 )8.某同學(xué)在彈簧倔強(qiáng)系數(shù)的測(cè)量中得到如下數(shù)據(jù)：F /g 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00y /cm 6.90 10.00 13.05 15.95 19.00 22.05 25.10其中F為彈簧所受的作用力，y為彈簧的長(zhǎng)度，已知y-y0 =（）F ，用圖解法處理數(shù)

7、據(jù)（必須用直角坐標(biāo)紙，不允許用代數(shù)方格紙或自行畫(huà)格作圖），從圖中求出彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)k ，及彈簧的原長(zhǎng)y0 。處理：按要求作圖（見(jiàn)作圖示意，注意注解方框里內(nèi)容的正確表達(dá)，正確取軸和分度，正確畫(huà)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)和直線擬合，正確取計(jì)算斜率的兩點(diǎn)），計(jì)算斜率 cm/g計(jì)算倔強(qiáng)系數(shù) g/cm通過(guò)截距得到彈簧原長(zhǎng)為4.00cm。實(shí)驗(yàn)名稱(chēng) 基本測(cè)量長(zhǎng)度和體積的測(cè)量姓名 學(xué)號(hào) 專(zhuān)業(yè)班 實(shí)驗(yàn)班 組號(hào) 教師 閱讀材料：p.38§2.2.1.1“游標(biāo)與螺旋測(cè)微原理”。一. 預(yù)習(xí)思考題1、 游標(biāo)卡尺的精度值是指：主尺最小分度值與游標(biāo)分度格數(shù)之比。根據(jù)左圖游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)字母表示：游標(biāo)卡尺的主尺是： D ；游標(biāo)部分是

8、：E ；測(cè)量物體外徑用：A、B ；測(cè)量?jī)?nèi)徑用：A、B ；測(cè)量深度用：C 。下圖游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為： 12.64mm(1.264cm) 。2、左圖螺旋測(cè)微器（a）和（b）的讀數(shù)分別為：5.155mm和 5.655mm。螺旋測(cè)微器測(cè)量前要檢查并記下零點(diǎn)讀數(shù)，即所謂的 初始讀數(shù)；測(cè)量最終測(cè)量結(jié)果為 末讀數(shù) 減去初始讀數(shù) 。下圖的兩個(gè)初始讀數(shù)分別為（左） 0.005mm 和（右）-0.011mm 。3、在檢查零點(diǎn)讀數(shù)和測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)，切忌直接轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微螺桿和微分筒，而應(yīng)輕輕轉(zhuǎn)動(dòng) 棘輪 。4、螺旋測(cè)微器測(cè)量完畢,應(yīng)使 螺桿 與 砧臺(tái) 之間留有空隙，以免因熱脹而損壞螺紋?；緶y(cè)量數(shù)據(jù)處理參考（原始數(shù)據(jù)均為參考值）

9、1. 圓筒的測(cè)量 測(cè)量量具： 游標(biāo)卡尺 ； 儀 = 0.02mm ； 次 數(shù)外徑D / cm內(nèi)徑d / cm深度h / cm13.2022.4784.440測(cè)量結(jié)果： ±SD=（3.206± 0.004） cm ± Sd = （2.477 ± 0.016） cm ± Sh = （4.435 ± 0.007） cm23.2122.4844.42433.2022.4564.43843.2042.4624.44253.2062.4804.43063.2102.5024.436平均值3.2062.4774.435S0.0040.0160.00

10、7圓筒容積的計(jì)算： = =×3.1416×2.4772×4.435 = 21.37 cm3EV =1.3% UV = EV = 21.37*0.013 = 0.28 cm3, ±SV = (21.37 ± 0.28) cm3 ( P=0.683 )2.鋼珠的測(cè)量 測(cè)量量具： 螺旋測(cè)微計(jì) ；儀 = 0.004mm ； 初讀數(shù)= -0.002mm 次 數(shù)123456平均值末讀數(shù)/mm5.9825.9905.9865.9895.9845.9865.9860.0012（鋼珠測(cè)量部分練習(xí)不確定度） = ， A分量S=t0.683（n-1）=1.11×0.0012=0.00