李春蘭
摘 要:在人教版初中物理教科書中,有多次出現多次測量的問題。八年級上冊第一章《機械運動》第一節《長度和時間的測量》14頁,誤差提到多次測量求平均值。第六章《質量和密度》第二節《密度》多次測量鋁塊的質量和體積。八年級下冊、九年級全一冊中很多實驗也提到多次測量,比如:杠桿的平衡條件、串聯與并聯電路的電流電壓規律、定值電阻與小燈泡的電阻測量、小燈泡電功率的測量等。
關鍵詞:物理 測量
學生往往會混淆,甚至只要出現多次測量就認為要去取平均值。根本原因是學生兩點不理解:第一、多次測量的目的是什么不理解;第二、誤差是怎么產生。
以下這個題,不弄清楚以上兩點,將會很難做。[1]
(2013武漢市物理九年級四調)18.電現象中有三個同學們非常熟悉的實驗:a探究電流與電壓的關系;b,伏安法測定值電阻;c伏安法測功率。這三個實驗對測量數據的處理方式并不相同。下列說法正確的是( )
A.a實驗是為了多次測量求平均值來減小誤差
B.b實驗是為了多次測量尋找普遍規律
C.c實驗是為了比較實際功率與額定功率
D.三個實驗都是為了多次測量求平均值來減小誤差
弄清多次測量有兩個不同的目的很重要。
一、多次測量是為了取平均值減小誤差。
什么是誤差?誤差是對一個定量的測量,比如:物理課本的長,定值電阻的大小。它們在常溫下是一個不變的量,無論你對它測量多少次,真實量不會發生變化,這個時候多次測量的差異就是誤差導致的,故而取平均值可以減小誤差。[2]
若物理量本身是變化的,每一次測量的值不同,不是誤差引起的,盲目用多次測量的值取平均值就沒有意義。比如燈泡的電阻電壓改變是測量的值不同,而且差異很大。這種差異不是誤差引起,而是溫度的變化導致的。所以不能用對待減小誤差的辦法對待這種差異。
一句話,要取平均值來減小誤差,只能是對一個定量的測量,且差異是誤差引起才行。
二、多次測量是為了尋找普遍規律
對于物理實驗很多實驗時尋找普遍規律,故而要多次測量,它的目的是避免實驗結論的偶然性,尋找普遍規律。
當我們弄清以上問題,再看以上題目時,辨析起來就很簡單。
很顯然,探究電流與電壓的關系是尋找普遍規律,故A錯
定值電阻的測量,是一個定量的測量,故而多次測量取平均值,故b錯。
功率是一個變化的量,差異不是誤差導致,故而不能平均值。
當我們弄清楚多次測量的目的和意義后,我們思路就清晰了。
19、(2018武漢元調)某同學利用如圖所示的電路測量小燈泡的電阻。已知電源電壓恒為4.5V不變,小燈泡標有“2.5V”字樣,他記錄的實驗數據如下表所示。關于該同學的實驗,下列說法合理的是( )
A.電路圖中a是電壓表,b是電流表
B.小燈泡正常發光時的電阻是8.1Ω
C.滑動變阻器的最大阻值至少為40Ω
D.閉合開關后,滑片P向左移,小燈泡的電阻減小
分析:
從表中來看,電阻從5.0Ω逐漸增大到11.1Ω,這個差異變化很大,不是誤差導致的,是因為溫度變化導致電阻的變化,所以不能用取平均值減小誤差的辦法去處理數據。所以B是錯誤的。
參考文獻
[1]趙全金.情境創設在初中物理教學中的作用——以人教版初中九年級物理為例[J].新課程(中學),2016(12).
[2]程文禮.關于人教版初中物理教材中幾個問題的探究[J].林區教學,1998(4):68-68.