Номер №1, страница 8 - гдз по физике 7 класс самостоятельные и контрольные работы Шабусов

Лабораторная работа № 1

Определение цены деления шкалы измерительного прибора (урок 6)

Вспоминаем изученное

Измерительные приборы предназначены для измерения физической величины в некотором диапазоне, который определяется минимальным (верхний предел измерения) и максимальным (нижний предел измерения) значениями шкалы прибора.

Цена деления — это значение наименьшего деления шкалы прибора. Обозначается буквой C.

Для определения цены деления необходимо:

1) выбрать на шкале прибора два соседних оцифрованных значения;

2) посчитать число делений между этими значениями;

3) вычесть из большего значения меньшее и результат разделить на число делений.

Чем меньше цена деления шкалы, тем точнее измерения, которые можно выполнить данным прибором.

Определяем цену деления шкалы и точность измерения прибора

1. Определим цену деления линейки, изображенной на рис. 1.

Иногда, если единица измерения очевидна, ее не указывают, как на приведенном рисунке. Несложно догадаться, что в данном случае изображенные числа показывают значения расстояния в сантиметрах (см).

Рис. 1

Выберем два соседних оцифрованных штриха, например 5 и 6. Между ними расположено 10 делений.

Примечание. Не путайте штрихи и деление. Деление — это промежуток между двумя соседними штрихами.

Заполним таблицу.

Определим цену деления:

$C = \frac{6 \text{ см} - 5 \text{ см}}{10 \text{ дел.}} = 0,1 \frac{\text{ см}}{\text{ дел.}}$

2. Определим цену деления мерного цилиндра (мензурки), изображенного на рис. 2.

С помощью мерного цилиндра измеряют объем тела. В верхней части указана единица измерения: миллилитр (ml, мл).

Рис. 2

Примечание. Нужно знать, что $1 \text{ мл} = 1 \text{ см}^3$.

Выберем два соседних оцифрованных штриха, например 20 и 30. Между ними расположено 10 делений.

Заполним таблицу.

Примечание. Другой вариант записи ответа — $1 \frac{\text{ см}^3}{\text{ дел.}}$.

Определим цену деления:

$C = \frac{30 \text{ мл} - 20 \text{ мл}}{10 \text{ дел.}} = 1 \frac{\text{ мл}}{\text{ дел.}} = 1 \frac{\text{ см}^3}{\text{ дел.}}$

Точность измерения данным прибором зависит от его цены деления. Для линейки точность измерения равна 1 мм, а для мензурки — 1 мл ($1 \text{ см}^3$).

Итоговая таблица в тетради может выглядеть следующим образом:

Пишем выводы

В выводах нужно указать, какие приборы вы исследовали, к каким результатам пришли в ходе выполнения работы, а также отметить, что «чем меньше цена деления прибора, тем точнее измерение».

Например:

«В ходе работы мы определили цену деления шкалы и оценили точность измерения следующих измерительных приборов: линейки, рулетки, мерной ленты, весов, термометра, мерного цилиндра и секундомера. Измерение любым прибором не может дать абсолютно точное значение измеряемой величины. Чем меньше цена деления шкалы прибора, тем точнее измерение».

Уменьшаем погрешность измерения

Любое измерение всегда имеет некоторую погрешность. Для большинства приборов считается, что их погрешность равна половине цены деления шкалы. Но сами измерения также могут содержать погрешность.

Например, если прибор в качестве индикатора имеет стрелку, то, изменяя угол зрения, можно увидеть разные показания. Поэтому рекомендуется смотреть на стрелку прибора строго перпендикулярно шкале. Иногда за стрелкой располагают зеркальную полосу. При снятии показаний необходимо, чтобы отражение стрелки в зеркале совпало с самой стрелкой, что будет гарантировать перпендикулярность взгляда плоскости шкалы.

1. Определение цены деления линейки

Дано:

Прибор: Линейка (рис. 1)

Выбранные оцифрованные штрихи: $a = 5$ см, $b = 6$ см

Число делений между ними: $N = 10$

$a = 5 \text{ см} = 0.05 \text{ м}$

$b = 6 \text{ см} = 0.06 \text{ м}$

Найти:

Цену деления шкалы, $\text{C}$

Решение:

Цена деления шкалы ($\text{C}$) определяется по формуле: $C = \frac{b - a}{N}$, где $\text{a}$ и $\text{b}$ - значения двух соседних оцифрованных штрихов, а $\text{N}$ - число делений между ними.

Подставим значения для линейки:

$C = \frac{6 \text{ см} - 5 \text{ см}}{10} = \frac{1 \text{ см}}{10} = 0.1 \text{ см}$

Поскольку в 1 сантиметре 10 миллиметров, цену деления удобнее выразить в миллиметрах:

$C = 0.1 \text{ см} = 1 \text{ мм}$

Точность измерения данным прибором равна его цене деления. Следовательно, точность измерения линейки составляет 1 мм.

Ответ: цена деления шкалы линейки составляет $0.1$ см или $\text{1}$ мм.

2. Определение цены деления мерного цилиндра (мензурки)

Дано:

Прибор: Мерный цилиндр (рис. 2)

Выбранные оцифрованные штрихи: $a = 20$ мл, $b = 30$ мл

Число делений между ними: $N = 10$

Примем во внимание, что $1 \text{ мл} = 1 \text{ см}^3$.

$a = 20 \text{ мл} = 20 \text{ см}^3 = 20 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3 = 2 \cdot 10^{-5} \text{ м}^3$

$b = 30 \text{ мл} = 30 \text{ см}^3 = 30 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3 = 3 \cdot 10^{-5} \text{ м}^3$

Найти:

Цену деления шкалы, $\text{C}$

Решение:

Используем ту же формулу для определения цены деления:

$C = \frac{b - a}{N}$

Подставим значения для мерного цилиндра:

$C = \frac{30 \text{ мл} - 20 \text{ мл}}{10} = \frac{10 \text{ мл}}{10} = 1 \text{ мл}$

Так как $1 \text{ мл} = 1 \text{ см}^3$, цена деления также равна $1 \text{ см}^3$.

Точность измерения для данной мензурки равна ее цене деления, то есть 1 мл.

Ответ: цена деления шкалы мерного цилиндра составляет $\text{1}$ мл (или $1 \text{ см}^3$).

Пишем выводы

В ходе выполнения лабораторной работы мы определили цену деления и точность измерения для двух приборов: линейки и мерного цилиндра.

Для линейки цена деления оказалась равна $C_{лин} = 1$ мм, что соответствует точности измерения в $\text{1}$ мм.

Для мерного цилиндра цена деления составила $C_{менз} = 1$ мл, и его точность измерения также равна $\text{1}$ мл (или $1 \text{ см}^3$).

Главный вывод, следующий из проделанной работы: точность измерительного прибора определяется ценой деления его шкалы. Чем меньше цена деления прибора, тем более точные измерения можно с его помощью провести.

Ответ: В ходе работы были определены цены деления и точность для линейки (1 мм) и мерного цилиндра (1 мл), а также сформулирован вывод о том, что точность измерения прямо зависит от цены деления шкалы: чем меньше цена деления, тем выше точность.