普通高中物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中指出：能根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求合理選擇并安裝實(shí)驗(yàn)器材，正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，能排除實(shí)驗(yàn)中的一般故障?，F(xiàn)就高中力學(xué)實(shí)驗(yàn)誤差分析談操作方法。

　　一、長(zhǎng)度的測(cè)量

　　1、誤差分析：

　　用刻度尺測(cè)量物體長(zhǎng)度的誤差：

　?、賹?duì)小于1mm的部分長(zhǎng)度估讀不準(zhǔn)確;

　　②刻度線未與被測(cè)長(zhǎng)度平行;

　?、劭潭瘸叩钠瘘c(diǎn)(可以不是“0”刻度線)與被測(cè)長(zhǎng)度的起點(diǎn)未對(duì)齊;

　　④視線未與刻度尺垂直等。

　　2、操作方法：

　　(1)用刻度尺測(cè)量

　　①測(cè)量時(shí)米尺的刻度線要緊貼待測(cè)物體，以減小視差;

　?、谑褂们白⒁庥^察刻度尺的量程和最小刻度值;

　?、蹨y(cè)量起點(diǎn)不一定選在“0”刻度線，應(yīng)使操作盡量簡(jiǎn)便;

　?、茏x數(shù)時(shí)視線要與尺面垂直;測(cè)量精度要求較高時(shí)，要進(jìn)行重復(fù)測(cè)量，然后取平均值;

　?、莺撩滓韵碌臄?shù)值靠目測(cè)估讀一位，估計(jì)值至少是最小刻度的1/10。

　　(2)使用游標(biāo)卡尺測(cè)量

　　①在看游標(biāo)尺上的哪條刻線與主尺上的某條刻線重合時(shí)，要選一條重合得最好的來(lái)讀數(shù);

　　②在看是游標(biāo)尺上第幾條刻條與主尺刻線重合時(shí)，不包括游標(biāo)尺的零刻度在內(nèi);

　?、墼谧x數(shù)前，先擰緊緊固螺釘，以免游標(biāo)尺移動(dòng)影響讀數(shù);

　?、芫_度為0.1mm，0.05mm和0.02mm的游標(biāo)卡尺的讀數(shù)，以mm為單位時(shí)，讀數(shù)保留到小數(shù)點(diǎn)后第1位、第2位和第3位。

　　二、驗(yàn)證力的平行四邊形定則

　　1、誤差分析

　　①用描點(diǎn)法記錄的拉力方向不夠準(zhǔn)確;

　?、谒髌叫兴倪呅蔚膶?duì)邊不嚴(yán)格平行;

　?、劾鹌l時(shí)，沒(méi)有做到橡皮條及兩細(xì)繩套平行于方木板，使在紙上所描下的拉力方向并不是拉力的真實(shí)方向;

　?、軟](méi)有校準(zhǔn)彈簧秤的零點(diǎn)，兩只彈簧秤的刻度不準(zhǔn)確;⑤彈簧的拉桿與限位孔有磨擦，使彈簧讀數(shù)并不能真正表示細(xì)繩中拉力的大小。

　　2、操作方法

　?、俨灰苯右韵鹌l端點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)，可拴一短細(xì)繩再連兩細(xì)繩套，以三繩交點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)，使結(jié)點(diǎn)小些，便于準(zhǔn)確地記錄結(jié)點(diǎn)O的位置。

　?、诓灰美匣南鹌l，檢查方法是用一個(gè)彈簧秤拉橡皮條，要反復(fù)做幾次使橡皮條拉伸到相同的長(zhǎng)度看彈簧秤讀數(shù)有無(wú)變化。

　?、蹚椈沙釉谑褂们皯?yīng)將其水平放置，然后檢查、校正零點(diǎn)。將兩彈簧秤互相鉤著水平拉伸，選擇兩只讀數(shù)完全一致的彈簧秤使用。

　?、茉谕淮螌?shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)結(jié)點(diǎn)O的位置一定要重合。

　?、萦脙芍粡椈沙鱼^住繩套互成角度地拉像皮條時(shí)，夾角不宜太大也不宜太小，以60°-100°之間為宜。

　?、拮x數(shù)時(shí)應(yīng)注意使彈簧秤與木板平行，并使細(xì)繩套與彈簧秤的軸線在同一條直線上。避免彈簧秤的外殼、彈簧秤的限位卡之間有摩托。讀數(shù)時(shí)眼睛要正視彈簧秤的刻度，在合力不超出量程及橡皮條彈性限度的前提下，拉力的數(shù)值盡量大些。

　?、呒?xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些，便于確定力的方向，不要直接沿細(xì)繩套的方向畫直線，應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆畫一個(gè)點(diǎn)，取掉細(xì)繩套后，再將所標(biāo)點(diǎn)與O點(diǎn)連直線確定力的方向。

　?、嘣谕淮螌?shí)驗(yàn)中，畫力的圖示所選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選取標(biāo)度，使所作力的圖示稍大一些。

　　三、探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系

　　1、誤差分析

　　本實(shí)驗(yàn)的誤差主要來(lái)自以下兩個(gè)方面：

　　①?gòu)椈傻拈L(zhǎng)度測(cè)量不精確。

　?、诿椟c(diǎn)、畫圖不精確。

　　2、操作方法

　　①安裝時(shí)，要保持刻度尺豎直并靠近彈簧。

　?、趯?shí)驗(yàn)時(shí)，要盡量選擇長(zhǎng)度較大、匝數(shù)較多，但軟硬程度(頸度系數(shù))適中的彈簧，以每掛一個(gè)鉤碼(20g)，彈簧伸長(zhǎng)量增大1-2cm為宜。

　?、圩x取彈簧下端所對(duì)應(yīng)刻度時(shí)，要用三角板，并且視線垂直于刻度，力求讀數(shù)準(zhǔn)確，等鉤碼靜止時(shí)，再讀數(shù)。

　?、軐?shí)驗(yàn)中懸掛鉤碼時(shí)注意不要太多，以免彈簧被過(guò)分拉伸，超過(guò)彈簧的彈性限度。

　?、菀褂幂p質(zhì)彈簧，且要盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù)。

　?、藿ㄗ鴺?biāo)系時(shí)，要選擇合適標(biāo)度，以使所畫曲線占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙。

　　⑦畫圖紙時(shí)，不一定要讓所有各點(diǎn)都正好在曲線上，但應(yīng)注意使曲線兩側(cè)的點(diǎn)大致相同，偏離太遠(yuǎn)的點(diǎn)要舍棄。

　　四、研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)

　　1、誤差分析

　　本實(shí)驗(yàn)參與計(jì)算的量有s和T，因此誤差來(lái)源于s和T。

　　①由于相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離s測(cè)量不夠精確。

　?、谑须姷念l率不穩(wěn)定使T不穩(wěn)定。

　　2、操作方法

　?、僖阢^碼(或砂桶)落地處放上軟墊或砂箱，防止撞壞鉤碼。

　?、谝谛≤嚨竭_(dá)滑輪前用手按住它或放置泡沫塑料擋板，防止撞壞小車。

　　③小車的加速度宜適當(dāng)大些，可以減小長(zhǎng)度的測(cè)量誤差，加速度大小能在約50cm的紙帶上清楚地取出7-8個(gè)小計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。

　　④紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)盡量不要讓紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔摩擦。

　?、菀冉油娫矗螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后，再放開(kāi)小車;放開(kāi)小車時(shí)，小車要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，以充分利用紙帶的長(zhǎng)度。

　　⑥不要分段測(cè)量各段位移，應(yīng)盡可能地一次測(cè)量完畢(可先統(tǒng)一量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)起點(diǎn)O之間的距離)，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位。

　　五、研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)

　　1、誤差分析

　?、侔惭b斜槽時(shí)，其末端切線不平而產(chǎn)生誤差。

　　②建立坐標(biāo)系時(shí)，以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，實(shí)際上應(yīng)是末端端口上的小球球心位置為坐標(biāo)原點(diǎn)。

　　③豎直軸(y軸)畫得不準(zhǔn)確。

　?、苊璩鲕壽E上的各點(diǎn)時(shí)，由于目測(cè)不準(zhǔn)，而使描點(diǎn)不準(zhǔn)確。

　　⑤數(shù)據(jù)測(cè)量時(shí)，測(cè)量不準(zhǔn)確。

　　2、操作方法

　?、傩辈勰┒饲芯€必須水平。

　?、诿看螐耐晃恢脽o(wú)初速釋放小球，以使小球每一次拋出后軌跡相同，每次描出的點(diǎn)在同一條軌跡上。

　?、郯惭b實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，要注意使軌道末端與圖板相靠近，并保持它們的相對(duì)位置不變。

　　④要用重垂線把圖紙校準(zhǔn)到豎直方向，使小球運(yùn)動(dòng)軌跡所在豎直平面靠近圖板，又不接觸圖板。

　?、葑鴺?biāo)原點(diǎn)不是槽口末端點(diǎn)，應(yīng)是球在槽口時(shí)，球心在圖板上的水平投影點(diǎn)。

　?、耷虻尼尫鸥叨纫m當(dāng)，使其軌跡不致太平也不致于太豎直。

　?、哂?jì)算初速度時(shí)，應(yīng)選離拋出點(diǎn)遠(yuǎn)些的點(diǎn)。

　　六、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

　　1、誤差分析

　?、僦匚锖图垘г谙侣溥^(guò)程中要克服各種阻力(空氣阻力、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器阻力)做功，故動(dòng)能的增加量mν2稍小于重力勢(shì)能的減少量mgh，這是不可避免的，這屬于系統(tǒng)誤差。

　?、陂L(zhǎng)度的測(cè)量，屬偶然誤差。

　　2、操作方法

　　①鐵架臺(tái)應(yīng)豎直安裝，可使紙帶所受阻力減小。

　　②應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物，增大重力可使阻力的影響相對(duì)減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減小。

　?、蹜?yīng)先打開(kāi)電源讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始打點(diǎn)穩(wěn)定后，再放開(kāi)紙帶讓重物下落。

　　④選取紙帶點(diǎn)跡清晰，所打點(diǎn)呈一條直線。第1和第2兩打點(diǎn)間距離接近2mm。

　　七、驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律

　　1、誤差分析

　　實(shí)驗(yàn)所研究的過(guò)程是兩個(gè)不同質(zhì)量的金屬球發(fā)生水平正碰，因此“水平”和“正碰”是操作中應(yīng)盡量予以滿足的前提條件。實(shí)驗(yàn)中兩球球心高度不在同一水平面上，給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)誤差。每次靜止釋放入射小球的釋放點(diǎn)越高，兩球相碰時(shí)內(nèi)力越大，動(dòng)量守恒的誤差越小，應(yīng)進(jìn)行多次碰撞，落點(diǎn)取平均位置來(lái)確定，以減小偶然誤差。

　　2、操作方法

　?、傩辈勰┒说那芯€必須水平。

　?、谌肷湫∏蛎看味急仨殢男辈弁桓叨扔伸o止釋放。

　?、廴肷淝蛸|(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量。

　?、軐?shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變。

　　八、用單擺測(cè)定重力加速度

　　1、誤差分析

　?、俦緦?shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差主要來(lái)源于單擺模型本身是否符合要求，即：懸點(diǎn)是否固定，是單擺還是復(fù)擺，球、線是否符合要求，振動(dòng)是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)振動(dòng)以及測(cè)量哪段長(zhǎng)度作為擺長(zhǎng)等等。

　?、诒緦?shí)驗(yàn)偶然誤差主要來(lái)自時(shí)間(即單擺周期)的測(cè)量上。因此，要從擺球通過(guò)平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，并采用倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)的方法，不能多記振動(dòng)次數(shù)。

　　2、操作方法

　?、僖獜臄[球過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。

　?、谝獪y(cè)多次全振動(dòng)的時(shí)間來(lái)計(jì)算周期。如在擺球過(guò)平衡位置時(shí)啟動(dòng)秒表，同時(shí)數(shù)零，以后擺球每過(guò)一次平衡位置記一個(gè)數(shù)。最后秒表計(jì)時(shí)為t秒，記數(shù)為n，則周期T==秒。

　?、蹣?gòu)成單擺的條件：細(xì)線的質(zhì)量要小，彈性要小，球要選用體積小、密度大的小球，擺角不能超過(guò)10°。

　?、芤箶[球從同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)，不能形成圓錐擺，方法是由靜止釋放擺球。

　?、輸[長(zhǎng)是懸點(diǎn)到球心的距離。擺線上端要打結(jié)固定好，以免擺動(dòng)過(guò)程中擺長(zhǎng)發(fā)生變化。

　?、廾氡碜x數(shù)時(shí)，不需要估讀，因?yàn)槊氡淼闹羔樦粫?huì)停在某一s刻度線上，不會(huì)停在兩個(gè)s刻度線之間。