初中物理刻度类器材的读数问题

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1、物理刻度类器材的读数问题初中物理用于测量的带刻度类物理器材有：温度计、电流表、电压表、天平、量筒、刻度尺、停表、弹簧秤共计8种。实验中使用这些器材测量时，学生经常问要不要估读到分度值的下一位？要不要几次测量取平均值？本文就8种刻度仪器的读数问题，结合教材和课程标准进行探讨。一、关于误差、估读、平均值、有效数字的问题误差、估读、平均值都涉及有效数字问题，我们首先弄清这几个相关的概念。1、误差和平均值。了解任何实验测量结果都有误差，对初中物理学习是很必要的。因为假如没有一些误差的初步知识，绝大多数学生误认为读取的数字位数越多越准确。在学习物理规律时要根据实验数据得出相等、正比、反比等是

2、困难的。我们可以用多次测量求平均值的方法，来减小误差。在要求多次测量取平均值的情况下，必然要求每次测量的有效数字位数相同，而当某次所测刚好与刻度线对齐时，记录结果要加一个或两个“0”来表示估读到分度值的下一位。2、估读。估读是当指针（指针式仪器）或当被测物体末端（非指针式仪器）在相邻两刻度之间时，需要整刻度以外的部分读出来——即估读到分度值的下一位。3、有效数字。物理实验总是有误差的，所得的结果是近似数。例如，用带有mm刻度的尺测得课本的长度是18.42cm，其中最末一位数字2是估算出来的，是不可靠数字，但是仍有意义，仍要写出来。这种带有一位不可靠数字的近似数字叫有效数字。4、记录

3、测量结果的方法。在有效数字中，数2.7、2.70、2.700的含义是不同的；它们分别代表二位、三位和四位有效数字。数2.7表示最末一位数字7是不可靠的，而数2.70和2.700则表示最末一位数字0是不可靠的，因此，小数最后的零是有意义的，不能随便舍去或添加。但是，小数的第一个非零的数字前面的0是用来表示小数点的位置的，不是有效数字。例如，0.92、0.085、0.0063都是两位有效数字。大的数目，如365000，如果不全是有效数字，就不要这样写。可以写成有一位整数的小数和10的乘方的积的形式。如果是三位有效数字，就写成3.65×105，如果有四位有效数字，就写成3.650×105

4、。计算时有效数字的规则。许多物理量是从直接测量结果中计算出来的。测量结果既然是用有效数字表示的，在计算中就要遵守有效数字的规则：不可靠数字与别的数字相加减、相乘除，所得的结果也是不可靠的。最后的计算结果只能保留一位不可靠数字，但在计算过程中，可以保留两位不可靠数字，最后再四舍五入。有效数字的规则相当复杂，不要求初中学生掌握。初中物理实验中求几次测量的平均值时，一般计算题中保留2位或3位数字即可。二、课程标准和教材中对估读和多次测量取平均值的要求。课程标准规定会测量温度、电流、电压、质量、体积、长度、力等的大小，教材选取了温度计、电流表、电压表、天平、量筒、刻度尺、停表、弹簧秤等8种

5、刻度类测量器材，要求辨明器材的量程和最小分度值，正确地观察器材的读数，读取器材所显示的读数。人教版教材对有效数字，没做要求，也没要求估读到分度值的下一位，这是因为日常生活中测量时是不估读的；教材指出日常生活中并不要求很精确，不必估读。而在物理实验中测量往往更精确些，这就需要估读到分度值的下一位。这里未要求一切物理测量都要估读，是因为中学物理实验中是否要估读到下一位要看需要和可能。课程标准对有效数字和估读虽没做要求，却增加了“估测”的要求。“应该让学生学习一些基本物理量的测量方法，以便使其认识到感觉是不可靠的。还应该让学生对物理量单位的大小由感性认识，发展其估测能力。”这是因为“估测

6、”在生活中很有价值。对“时间”“长度”“质量”“温度”等生活常用物理量要求估测，例“分别说出质量为几千克、几克的一些物品”“在没有钟表和皮尺的情况下估算走路的平均速度”……。在“伏安法测电阻实验”中，要求“测三组对应的电压值和电流值。根据每组数据分别算出电阻，最后求出电阻的平均值，作为被测电阻的阻值。”测电阻是要求多次测量求平均值的实验测量。估读到分度值的下一位及多次测量求平均值都是减小测量误差的手段。日常生活中测量时是不估读的，物理实验中的精确测量却需要估读，为了减小测量误差也需要多次测量取平均值，但我们的教材中只有用刻度尺测量长度时要求估读到分度值的下一位，也只有伏安法测电阻实

7、验中进行了多次测量取平均值。其它刻度类仪器都没有明确提到估读和几次测量取平均值的问题，采取就近读数的原则来读取测量的数值。不要求多次测量取平均值这主要是出于两点考虑：一是作为一般公民是不需要多次测量取平均值来达到更高的精确度，对于少数需要这种训练的人待义务教育以后的教育阶段再进行训练不迟；二是在要求多次测量取平均值的情况下，必然要求每次测量的有效数字位数相同，而当每次所测长度刚好与刻度线对齐时，记录读数要加一个或两个“0”来表示估读到分度值的下一位，多数初中学生不理解