Измерительные приборы цена деления точность измерений конспект

Обновлено: 06.07.2024

Измерение физических величин основано на том, что физика исследует объективные закономерности, которые происходят в природе.

Найти значение физической величины — умножить конкретное число на единицу измерения данной величины, которая стандартизирована ( эталоны ).

расположение наблюдателя относительно измерительного прибора: если на линейку смотреть сбоку, погрешность измерений произойдёт по причине неточного определения полученного значения;
деформация измерительного прибора: металлические и пластиковые линейки могут изогнуться, сантиметровая лента растягивается со временем;
несоответствие шкалы прибора эталонным значениям: при множественном копировании эталонов может произойти ошибка, которая будет множиться;
физический износ шкалы измерений, что приводит к невозможности распознавания значений

Внимательно рассмотрим шкалу. Расстояние между двумя соседними метками составляет \(1\) см. Если этой линейкой измерять брусок, который изображён на рисунке, то правый конец бруска будет находиться между \(9\) и \(10\) метками.

\(1\). Если мы заявим, что длина бруска — \(9\) сантиметров, то недостаток длины от истинной составит более половины сантиметра (\(0,5\) см \(= 5\) мм).

\(2\). Если мы заявим, что длина бруска — \(10\) сантиметров, то избыток длины от истинной составит менее половины сантиметра (\(0,5\) см \(= 5\) мм).

Для первой линейки цена деления составляет \(1\) сантиметр. Значит, погрешность этой линейки \(1\) см.

Если нам необходимо произвести более точные измерения, то следует поменять линейку на другую, например, с миллиметровыми делениями. В этом случае цена деления будет равна \(1\) мм, а длина бруска — \(9,8\) см .

Если же необходимы еще более точные измерения, то необходимо найти прибор с меньшей ценой деления, например, штангенциркуль. Существуют штангенциркули с ценой деления \(0,1\) мм и \(0,05\) мм .

На процесс измерения влияют следующие факторы: масштаб шкалы прибора, который определяет значения делений и расстояние между ними; уровень экспериментальных умений.

Считается, что погрешность прибора превосходит по величине погрешность метода вычисления, поэтому за абсолютную погрешность принимают погрешность прибора.

Результаты измерения записывают в виде A = a ± Δ a , где \(A\) — измеряемая величина, \(a\) — средний результат полученных измерений, Δ a — абсолютная погрешность измерений.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Тема: Измерительные приборы. Цена деления. Точность измерений

Образовательная : получение умений определять цену деления шкалы прибора и оценивать точность измерений прибором с данной шкалой ;

Развивающая : развитие практических умений пользоваться простейшими измерительными приборами; совершенствовать интеллектуальные умения (наблюдать, сравнивать, размышлять, применять знания, делать выводы), развивать познавательный интерес;

Воспитательная : прививать культуру умственного труда, аккуратность, учить видеть практическую пользу знаний, продолжить формирование коммуникативных умений, воспитывать внимательность, наблюдательность.

Тип урока: обобщение и систематизация знаний

Оборудование и источники информации:

Исаченкова, Л. А. Физика : учеб. для 7 кл. учреждений общ. сред. образования с рус. яз. обучения / Л. А. Исаченкова, Г. В. Пальчик, А. А. Сокольский ; под ред. А. А. Сокольского. Минск : Народная асвета, 2017;

Структура урока:

Организационный момент(5 мин)

Актуализация опорных знаний(5мин)

Изучение нового материала (14 мин)

Физкультминутка (3 мин)

Закрепление знаний (13мин)

Итоги урока(5 мин)

Содержание урока

Организационный момент (проверка присутствующих в классе, проверка выполнения домашнего задания , озвучивание темы и основных целей урока )

Актуализация опорных знаний

Приступая к измерениям, необходимо, прежде всего, подобрать приборы. Что надо знать об измерительных приборах?

Изучение нового материала

Приступая к измерениям, необходимо прежде всего подобрать приборы с учетом их пределов измерений. Пределы измерения — это минимальное (нижний предел) и максимальное (верхний предел) значения шкалы прибора . Чаще всего предел измерения один, но может быть два. Например, линейка (рис. 37) имеет один предел (верхний). Он равен 25 см. У термометра (рис. 38) два предела: верхний предел измерения температуры равен +50 °С; нижний предел измерения — -40 °С.

На рисунке 39 изображены три линейки с одинаковыми верхними пределами (25 см). Но эти линейки измеряют длину с различной точностью. Наиболее точные результаты измерений дает линейка 1, менее точные — линейка 3. Что же такое точность измерений и от чего она зависит? Для ответа на эти вопросы рассмотрим сначала цену деления шкалы прибора.

Цена деления — это значение наименьшего деления шкалы прибора .

Чтобы определить цену деления шкалы, необходимо:

выбрать два соседних значения, например 3 см и 4 см, на шкале линейки (см. рис. 39); подсчитать число делений (не штрихов!) между этими значениями; на линейке 1 (см. рис. 39) число делений между значениями 3 см и 4 см равно 10; вычесть из большего значения меньшее (4 см - 3 см = 1 см) и полученный результат разделить на число делений.

Полученное значение и будет ценой деления шкалы прибора. Обозначим ее буквой С.

Для линейки 1: C ₁ = 1 см : 10 дел = 0,1 см/дел

Для линейки 2: C ₂ = 1 см : 5 дел = 0,2 см/дел

Для линейки 3:C ₃ = 1 см : 2 дел = 0,5 см/дел

Точно так же можно определить и цену деления шкалы мензурок 1 и 2 (рис. 40). Цена деления шкалы мензурки 1:

Цена деления шкалы мензурки 2:

Измерим один и тот же объем мензуркой 1 и мензуркой 2. Исходя из показаний шкалы объем воды в мензурке 1: V = 35 мл.

Из показаний шкалы мензурки 2: V = 37 мл.

Понятно, что точнее измерен объем воды мензуркой 2, цена де- ления которой меньше (1 мл/дел чем меньше цена деления шкалы, тем точнее можно измерять данным прибором . В этом случае говорят: мензуркой 1 мы измерили объем с точностью до 5 мл (сравните с ценой деления шкалы С1 = 5 мл/дел), мензуркой 2 — с точностью до 1 мл (сравните с ценой деления С2 = 1 мл/дел).

Итак, любым прибором, имеющим шкалу, измерить физическую величину можно с точностью, не превышающей цены деления шкалы.

Линейкой 1 (см. рис. 39) можно измерить длину с точностью до 1 мм. Точность измерения длины линейками 2 и 3 определите само- стоятельно.

Рис. 41

В истории науки есть немало случаев, когда повышение точности измерений давало толчок к новым открытиям. Так, оценить расстояния до звезд и создать точные каталоги их положения астрономы смогли благодаря повышению точности измерения положения ярких звезд на небе. Более точные измерения плотности азота, выделенного из воздуха, позволили в 1894 г. открыть новый инертный газ — аргон. Повышение точности измерений плотности воды привело к открытию в 1932 г. тяжелого изотопа водорода — дейтерия. Позже дейтерий стал одной из составляющих ядерного горючего.

Физкультминутка

Закрепление знаний

Решение задач из упражнения 3

Рис. 42

цену деления каждой шкалы транспортира, изображенного на рисунке 42;

значение угла ВАС, используя каждую шкалу. Укажите точность измерения угла ВАС в каждом случае.

Определите цену деления шкалы часов, если между делениями, соответствующими значениям 15 мин и 30 мин, имеется 3 деления.

Температура воздуха в комнате t = 16°С. После того как протопили печь, столбик комнатного термометра поднялся на 4 деления. Определите, какая температура воздуха установилась в комнате, если цена деления термометра С = 2,0°С/дел.

На рисунке 44 представлены четыре мензурки. Определите цену деления каждой мензурки и объемы жидкостей, налитых в них.

Определите, одинаковые ли объемы жидкостей налиты в мензурки (рис. 45). Какая из мензурок позволяет определить объем жидкости с большей точностью?

Рис. 45

Итоги урока

Итак, подведем итоги:

Верхний и нижний пределы измерения – это максимальное и минимальное значения шкалы прибора.

Цена деления шкалы равна значению наименьшего деления шкалы.

Чем меньше цена деления шкалы, тем точнее будут проведены измерения данным прибором.

Материал урока позволит формировать измерительные и расчетные умения учащихся при выполнении лабораторных работ; научит выполнять и оформлять лабораторные работы; научить ставить цели, определять пути их решения, намечать ход работы, измерять, определять погрешности измерений, делать выводы.

Вложение	Размер
urok_laboratornaya_rabota_no_1_opredelenie_tseny_deleniya_izmeritelnogo_pribora.docx	44.66 КБ

Предварительный просмотр:

Тема урока: Лабораторная работа № 1 "Определение цены деления измерительного прибора"

Цели: Формирование измерительных и расчетных умений учащихся при выполнении лабораторных работ. Научить выполнять и оформлять лабораторные работы. Научить ставить цели, определять пути их решения, намечать ход работы, измерять, определять погрешности измерений, делать выводы.

2.Продемонстрировать применение физических знаний в повседневной жизни.

I. Организационный момент

2. Задание на дом: §4,5; Л.№32,37.

3. Вступление учителя.

-Что такое физические величины?

-По определению, физические величины можно измерить. Что необходимо для измерения физических величин?

-Какие приборы вам известны?

-Что общего можно найти на измерительном приборе?

-Как можно определить цену деления прибора?

-Для чего нам надо знать цену деления прибора?

Вы научились определять цену деления прибора, объём жидкости теоретически, а теперь примените знания на практике.

II. Процессуально-содержательный этап

1. Целеполагание. Беседа с учащимися.

Ребята, какую бы цель вы поставили сегодня перед собой? Что хотели бы узнать, в чем убедиться?

(Ребята предлагают свои варианты, записываю их на доске).

а. Научиться определять цену деления прибора.

б. Научиться пользоваться мензуркой.

в. Определять с помощью мензурки объем жидкости.

( Ребята рассказывают, какие опыты и как будут проводить)

2. Инструктаж по технике безопасности:

1. Соблюдать требования инструкции при выполнении лабораторной работы.

2. Подготовить рабочее место и учебные принадлежности к занятию.

3. Разместить приборы, материалы, оборудование, исключив возможность их падения.

4. Выполнять задания только после разрешения учителя.

5. Не проводить самостоятельно опыты, не предусмотренных заданиями работы.

6. Не оставлять рабочее место без разрешения учителя.

7. В случае необходимости поднять руку и пригласить учителя.

8. Не держите на рабочем месте предметы, не требующиеся для выполнения задания.

9. Перед тем, как приступить к выполнению работы, тщательно изучите ее описание, уясните ход ее выполнения.

10. При работе с мензурками нельзя пользоваться сосудами с трещинами или с отбитыми краями.

11. Если сосуд разбит в процессе работы, то осколки нельзя убирать со стола руками или тряпкой, надо пользоваться щеткой или метелкой с совком.

12. По окончании лабораторной работы убрать рабочее место.

3. Выполнение работы.

Лабораторная работа № 1

Тема: Определение цены деления измерительного прибора

Цель работы — определить цену деления измерительного цилиндра (мензурки), научиться пользоваться им и определять с его помощью объем жидкости.

Оборудование: измерительный цилиндр (мензурка), стакан с водой, небольшая колба и другие сосуды.

Указания к работе

1. Рассмотрите измерительный цилиндр, обратите внимание на его деления. Ответьте на следующие вопросы:

1) Какой объем жидкости вмещает измерительный цилиндр, если жидкость налита:

а) до верхнего штриха; б) до первого снизу штриха, обозначенного цифрой, отличной от нуля?

2) Какой объем жидкости помещается: а) между 2-м и 3-м штрихами, обозначенными цифрами; б) между соседними (самыми близкими) штрихами мензурки?

2. Как называется последняя вычисленная вами величина? Как
определяют цену деления шкалы измерительного прибора?

Запомните: прежде чем проводить измерения физической величины с помощью измерительного прибора, определите цену деления его шкалы.

3. Рассмотрите рисунок 7 и определите цену деления изображенной на нем мензурки.

4. Налейте в измерительный цилиндр воды, определите и запишите, чему равен объем налитой воды.

5. Налейте полный стакан воды, потом осторожно перелейте воду в измерительный цилиндр. Определите и запишите с учетом погрешности, чему равен объем налитой воды. Вместимость стакана будет такой же.

6. Таким же образом определите вместимость колбы, аптечных склянок и других сосудов, которые находятся на вашем столе.

В такой науке как физика есть множество различных величин. На этом уроке мы познакомимся с некоторыми из них, а также с соответствующими единицами измерения. Кроме того, мы поговорим о том, что такое измерения, каким образом их можно произвести, и насколько они точны.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Физические величины. Точность и погрешность измерений"

Физические величины. Точность и погрешность измерений

Измерять – значит, познавать

Данная тема посвящена физическим величина и их измерениям. В физике часто приходится измерять те или иные величины. Измерить можно высоту дома или длину улицы.

Можно измерить объём воды в колбе или массу воды в стакане.

Но что означают эти измерения? Измерить какую-либо величину – значит сравнить её с однородной величиной, принятой за единицу. Из приведённых выше примеров, можно заметить, что, например, единицей объёма является литр, а единицей массы является грамм. Для удобства была введена международная система единиц, которая называется СИ.

В этой системе длина измеряется в метрах, масса в килограммах, объём - в кубических метрах, время – в секундах и так далее. В процессе изучения физики будут вводиться новые величины и соответствующие им единицы измерения. Иногда физические величины можно не измерять, а вычислять по формуле. Например, для того, чтобы вычислить среднюю скорость нужно пройденное расстояние разделить на время. То есть, данная формула помогает вычислить такую физическую величину, как средняя скорость.

Известно что, иногда применяются единицы измерения, которые в десятки, сотни, тысячи и так далее раз больше принятых единиц измерения. Такие единицы измерения называются кратными.

У каждого ученика имеется линейка, длина которой измеряется в сантиметрах, то есть в единицах, которые в сто раз меньше метра. Поэтому, если длина линейки составляет 15 сантиметров, мы можем сказать, что её длина 0,15 метра.

Линейка – это прибор для измерения длины. Конечно, линейка относится к самым простым измерительным приборам. Существуют значительно более сложные приборы: например, термометр, который применяется для измерения температуры, гигрометр, который используется для измерения влажности или амперметр, который используется для измерения силы электрического тока.

Важно знать, как пользоваться измерительными приборами и насколько могут быть точны те или иные измерения. У каждого ученика есть линейка и карандаш. Можно попытаться измерить длину карандаша. В первую очередь нужно определить, какова цена деления измерительного прибора. Для этого необходимо найти два ближайших штриха шкалы, возле которых указаны значения величины (например, 1 см и 2 см). Далее нужно сосчитать число делений, заключенных между цифрами 1 и 2. При подсчёте получается, что количество этих делений равно 10. Таким образом, между отметками 1 см и 2 см заключено десять делений. Вычитаем из большего числа меньшее и делим на количество делений между ними. В результате вычислений получаем, что цена деления линейки составляет 0,1 см или 1 мм. Данный пример объясняет, как определить цену деления любого измерительного прибора.

Как видно из рисунка, длина карандаша чуть меньше десяти сантиметров. Если бы на этой линейке не было миллиметровых делений, то можно было сказать, что длина карандаша равна десяти сантиметрам. Но это было бы не совсем точное измерение. Такую неточность называют погрешностью измерения. В представленном случае, на линейке есть миллиметровые деления, поэтому можно измерить длину карандаша с более высокой точностью – 9,8 см. Это говорит о том, что чем меньше цена деления, тем больше точность измерения. Ну а большая точность измерения означает меньшую погрешность. Однако абсолютно точных измерений не существует. Если дать один и тот же карандаш каждому ученику из класса и попросить измерить длину карандаша, не у всех получится одинаковый результат. Тем не менее, погрешность измерения не может быть больше цены деления. Например, если видно, что длина карандаша не точно 9,8 см, а чуточку больше, то понятно, что длина карандаша находится в промежутке от 9,8 см до 9,9 см.

Погрешность измерений принято считать равной половине цены деления измерительного прибора. То есть, в рассмотренном случае, погрешность измерений составляет 0,5 мм. Поэтому, после того, как измерили карандаш и записали, что его длина равна 9,8 см, следует записать погрешность.

В общем случае запись измеряемых величин с учетом погрешности имеет следующий вид:

где А – измеряемая величина;

а – результат измерения;

Da – погрешность измерений.

Необходимо отметить, что при сложении или вычитании величин с погрешностью, погрешность результата равна сумме погрешностей каждой величины. В этом легко убедиться на примере. На рисунке показаны два отрезка AB и CD, длины которых измерены с определенной погрешностью.

Рассчитаем сумму длин этих отрезков. Из рисунка видно, что отрезок AB равен 1 м ± 1 см. Истинная длина этого отрезка находится в промежутке 99 см ≤ АВ ≤ 101 см. Отрезок CD равен 12 см ± 0,5 см. Истинная длина этого отрезка находится в промежутке от 11,5 см ≤ CD ≤ 12,5 см. Поэтому, сумма длин этих отрезков будет иметь еще большую погрешность. Прежде чем производить вычисления, необходимо перевести обе длины в одинаковые единицы измерения.

Таким образом, получаем, что сумма длин отрезков AB и CD равна

Важно отметить, что этот же промежуток мы бы получили, если бы сложили наименьшие и наибольшие длины отрезков AB и CD. Следовательно, при сложении или вычитании величин, измеренных с погрешностями, погрешность результата равна сумме погрешностей каждой из величин.

Упражнение 1. Заполните таблицу, указав, что из перечисленных слов является физическим телом, единицей измерения, физической величиной или физическим явлением: ветер, Луна, килограмм, дерево, длина, скорость, испарение.

Упражнение 2. Родители измерили рост братьев Димы и Васи с помощью рулетки, цена деления которой 1 см. Подсчитайте, насколько см Дима выше, чем Вася.

Упражнение 3. Найдите суммарную массу животных с погрешностью.

Основные выводы:

– Для описания физических тел или физических явлений вводится физическая величина, которую можно измерить с помощью измерительных приборов или вычислить по формуле.

– Измерение величины – это сравнение её с однородной величиной, принятой за единицу.

– Кратные приставки – это приставки означающие увеличение в десятки, сотни, тысячи и так далее раз.

– Дольные приставки – это приставки, означающие уменьшение в десятки, сотни, тысячи и так далее раз.

– Погрешность измерений – неточность допускаемая при измерении. За погрешность измерений данного прибора принимают половину цены деления этого прибора.

– При сложении или вычитании величин с погрешностями, погрешность результата вычислений равна сумме погрешностей каждой величины.

Читайте также: