篇一:大学物理实验第二版课后作业参考清华大学出版社
《误差理论》作业参考答案
1、(1)74.63±0.05cm 或 746.3±0.5mm(2) 7.25±0.01cm 或72.5±0.1mm (3)42.6 ±0.2s(4)27.6 ±0.2℃(5)2.734±0.001v 2、(1)2位 (2)7位(3)5位(4)6位(5)5位(6)2位 3、(1) 299300=2.99300?105;983±4=?9.83?0.04??102;0.00400=4.00?10?3
0.004521?0.000001=?4.521?0.001??10?3;32476?105=3.2476?109; (2) 15.48g=1.548?104mg=1.548?10?2Kg
(3) m=312.670±0.002Kg=(3.1267±0.00002)?105g=(3.12670±0.00002)?108mg (4) t?17.9±0.1S=0.298±0.002min=(2.98±0.02)×10-1 min 4、(1)N=10.8±0.2cm
(2)首位数码“0”不是有效数字,未位数码“0”是有效数字,正确答案是四位有效数字。 (3)28cm=2.8?102mm 280mm=28.0cm (4)L=(3.8±0.2)?104mm
(5)0.0221?0.0221=“0.00048841”?0.000488
400?1500
?4.10?103 (6)
12.60?11.60
11
5、(1)X=(4.113+4.198+4.152+4.147+4.166+4.154+4.132+4.170)=?33.232
88
=4.154cm ??=
{8?1
}
12
?0.00904~0.009cm
X=X±?x=4.154±0.009cm或 X=X±?x=4.15±0.01cm E=
0.0090.01
?100%=0.22%或E=?100% =0.23%
4.154.154
注:使用计算器时计算过程中有效数字的位数可以不考虑,最后结果应按照教材P6的“不确定度
取位规则”和“测量有效数字取位规则”。
(2)、X=
117.413
(2.904+2.902+2.900+2.903+2.900+2.904)==2.902167cm 66
1
??=
{6?1(0.002
6?12
+ 0.0002+ 0.0022+0.0012+ 0.0022+ 0.0022)
}
12
=
0.000017
?0.0008cm 30
0.0008
?100%=0.028%
2.9022
X±?x=2.9022±0.0008cmE=(3)X=
12.0321
(2.010+2.010+2.011+2.012+2.009+1.980)=?2.0053cm
66
1
2
?x=
=
0.00077534
?0.005cm
30
0.005
?100%=0.25% 2.005
X±?x=2.005±0.005cmE=?
6、(1)N?
N
??A???B???C?
? ???????
?A??B??C?
2
2
222
??2?????
(2)P??U???R?
P?U??R?
(3)㏑f=㏑U +㏑V - ㏑(U-V)
dfdUdVd?U?V??11?1??1
dU???=??+????dV
fUVU?V?UU?V??VU?V?
VU
dU?dV
UU?VVU?V2
2
=-
?????fVU
??????? U?V????f?UU?V??VU?V?
(4)㏑N=㏑m+㏑g + ㏑r+㏑R +2㏑T-2㏑4?- ㏑l
? ㏑N1? ㏑ N1?㏑ N1? ㏑ N
?? ? ?0?mm?rr?RR?g
2
?lnN?lnN2?lnN1
?0 ? ?? ???TT?ll
?N???m???r???R??2?T???l??
????????????????? N???m??r??R??T??l???
22222
1
2
7、??
mm4m4?149.183
??2??11.084gcm2
V12
?dh?dh3.142?2.04?4.124
??
????2??????0.05??2?0.01??0.01???m???d???h?=?????????0.00735 ?mdh149.182.042.04????????????
2
2
2
2
2
2
3??=0.00735×11.083≈0.081≈0.09gcm
∴?????11.08±0.09g
8. 解:a?
3
??
?
?
0.09
?100%≈0.81% 11.08
1
?a1?a2?a3?a4?a5??1??2.01?2.00?2.04?1.98?1.97??2.00cm 55
2
s?a?2.002?4.00cm2L?4a?4?2.00?8.00cm
?1?0.05
?0.03cm ?A??0.012?0.002?0.042?0.022?0.032??0.02cm;?B?
5(5?1)??
??
1
2
?a?A??B?0.022?0.032?0.036?0.04cm
?s?2a?a?2?2.00?0.04?0.16cm2?0.2cm2?L?4?a?4?0.04?0.2cm ∴ S±?s=4.0±0.2cm2
?s0.2??100%=5% S4.0?0.2
L±?L?8.0?0.2cm L:??100%=2.5%
L8.0
9、四则运算法
(1) 478.2 (2) 49.27
+ 3.462- 3.4 —————————— 481.662 45.87
∴ 478.2+3.462=481.7 ∴ 49.27-3.4=45.9
(3)8 3 4. 5
× 2 3. 9——————— 7 5 1 0 5
2 5 0 3 5
3
1 6 6 9
———————1 9 9 4 4.5 5∴ 834.5×23.9=1.994?104
(4)
∴ 2569.4÷19.5=132 (5)?7.325?2?53.66 (6) .8?5.73
(7) lg7.357=0.86670.86670(8) 2.0?10?5+2345=2345 (9)
76.00076.000
??2.000(10) 2.00?105+2345=2.02?105
40.00?2.038.0
100.0?10.0100.0??5.6?4.412? +110.0= +110.0=4.76 + 110.0=114.8
21.0?10.00098.00?77.0?10.000
(11)
(12)
89.04678??3.0811?1.98?89.04678?1.10==3?10
33
10.由不确定度传递公式计算下列函数。
(1)x?3.14,ex??
解:计算y?ex?e3.14?23.10386685 计算不确定度如下
设y?e,则lny?lne?x,相对不确定度为
x
x
?yy
??x
取?x?0.01计算,?y?E?y?0.01?23.10386685~0.3 ?y?23.1
4
(2)x?3?10?5,10x??解:计算y?10x?103?10
?5
?1.00006908
设y?10x,则lny?ln10x?xln10,相对不确定度为取?x?1?10?5,
计算?y?ln10??x?y?ln10?1?10?5?1.00006908 ?2.3?10?5~3?10?5
?y?1.00007
?yy
?ln10??x
(3).x??
解:?x?0.01,设y?则y??2.340939982??10.01
lny??lnx,E?y?x??0.00092
2y2x2?5.48
?y?y?E?0.003?y?2.341(4)..x?9.80,lnx??
解:?x?0.01,设..y?lnx,则..y?ln9.80?2.28238238610.01?x??0.001x9.80?y?2.282?y?
(5).x?0.5376,sinx??,tgx??解:?x?0.0001,设..y1?sinx,y2?tgx
则...y1?sin0.5376?0.512076108,y2?tg0.5376?0.596172097
?y1?cosx?x?cos0.5376?0.0001~0.00009?y1?0.51208
10.00010.0001
?y2????~0.0002x
cos2xcos20.53730.7375?y2?0.5962
P74
1.设电阻箱的额定功率P?0.5w,问当取值R?4321.6?时允许通过的电流等于多少? 解:I?
P0.5??0.02236A取22.3mA R1000
5
1.电阻箱的准确度等级为0.2级,当取值为56.3?时,其误差?R等于多少?
篇二:大学物理实验绪论作业答案
习题答案
1. 测读实验数据。
(1) 指出下列各量为几位有效数字,再将各量改取为三位有效数字,并写成标准式。
① 1.0850㎝ 5位1.08㎝ ② 2575.0g 5位2.58?103g ③ 3.1415926s 8位 3.14s ④ 0.86429m 5位0.864m ⑤ 0.0301㎏ 3位 0.0301kg
⑥ 979.436cm?s
?2
6位979cm?s
?2
(2) 按照不确定度理论和有效数字运算规则,改正以下错误:
① 0.30m等于30cm等于300mm 。
改正: 0.30m等于30cm等于3.0?10mm.
② 有人说0.1230是五位有效数字,有人说是三位有效数字,请改正并说明原因。 改正:0.1230是四位有效数字
原因:以第一个不为零的数字为起点,从左往右数,有几个数字就是几位有效数字.
③ 某组测量结果表示为:
d1=(10.800?0.02)cm d2=(10.800?0.123)cm d3=(10.8?0.002)cmd4=(10.8?0.12)cm 试正确表示每次测量结果,计算各次测量值的相对不确定度。
2
0.02
?100%?0.2% 10.800.2
?100%?2% d2=(10.8?0.2)cm Er(d2)?10.80.1
?100%?1% d3=(10.8?0.1)cm Er(d3)?10.80.2
?100%?2% d4=(10.8?0.2)cm Er(d4)?10.8
改正: d1=(10.80?0.02)cmEr(d1)?2. 有效数字的运算
(1) 试完成下列测量值的有效数字运算:
① sin20°6′
sin20°5′=0.34338 sin20°7′=0.34393 所以 sin20°6′=0.343659694=0.3437
② lg480.3
lg480.2=2.68142 lg480.4=2.68160
265
所以 lg480.3=2.681512578=2.6815 ③ e
e3.249 = 25.764 e3.251 =25.816 所以e3.250 =25.79033992=25.8
(2) 某间接测量的函数关系为 y?x1?x2 ,x1,x
2若 ①x
1?(1.1?0.1)cm, x2?(2.387?0.001)cm;
②x1?(37.13?0.02)mm,x2?(0.623?0.001)mm; 试计算出y的测量结果。
① ?1?2?1.1?2.387?3.5(cm)
3.250
U(y)?(x1)2?U(x2)2?0.12?0.0012?0.100004999
Er(y)?
0.10
?3.5
?y?(3.5?0.1)?
?Er(y)?3%
② ?1?2?37.13?0.623?37.75(cm)
U(y)?(x1)2?U(x2)2?0.022?0.0012?0.02002498?0.020(mm)
Er(y)?
0.020
?100%?0.06% 37.75
(37.75?0.02)cm?y?
?
?Er(y)?0.06%
(3)Z?????2?; 其中??(1.218?0.002)?;??(2.11?0.03)?;
??(2.13?0.02)?,
试求出Z的实验结果。
?1.218?2.11?2?2.13?7.59?;
U(Z)?(?)2?U(?)2?2
266
?(?)2?U(?)2?4U(?)2?0.0022?0.032?4?0.022?0.050?
Er(Z)?
?
0.050
?100%?0.7% 7.59
?Z?(7.59?0.05)?
?Er?0.7%
(4)U?IR,今测得I=1.218±0.002(A),R=1.00±0.03(?),试算出U的实验结果。
???1.218?1.00?1.22(V)
U(U)?U(I)??U(R)?0.002??0.03?
Er(U)??????????????0.0300449?3.0%
1.2181.00????????
2
2
2
2
U(U)??Er(U)?1.22?3.0%?0.037(V)
?U??U(U)?(1.22?0.04)V
?
E(U)?3%?r
(5)试利用有效数字运算法则,计算下列各式的结果(应写出第一步简化的情况):①
76.00076.000
??2.00
40.00?2.038.0
②
50.00?(18.30?16.3)50.00?2.0
??1.0
(103?3.0)(1.00?0.001)100?1.00
③
100.0?(5.6?4.412)100.0?10.0
?110.0??110.0
(78.00?77.0)?10.0001.0?10.000
?1.0?102?1.10?102?2.1?102
3. 实验结果表示。
(1)用1米的钢卷尺通过自准法测某凸透镜的焦距f值8次得:116.5mm、116.8mm、116.5mm、116.4mm、116.6mm、116.7mm、116.2mm,116.3mm,试计算并表示出该凸透镜焦距的实验结果。
解: ?116.5(mm); S(f)=0.2(mm); ?A?
?B?
t0.95
s(f)?0.834?0.2?0.17(mm);8
;
267
?仪
?0.?0.46(mm)
U(f)??2A??2B?0.172?0.462?0.49(mm);
Er(f)?
U(f)0.49
??100%?0.5%; 116.5
?f?(116.5?0.5)mm
?
?Er?0.5%
(2)用精密三级天平称一物体的质量M,共称六次,结果分别为3.6127g、3.6122g、
3.6121g、3.6120g、3.6123g和3.6125g,试正确表示实验结果。
解: ?3.6123(g) S(M)=0.00026(g)
?A?s(M)?0.00026(g) ?B?
?仪
3
?0.7?10
?3
?0.00040(g)
U(M)??2A??2B?0.000262?0.000402?0.00048(g)
Er(M)?
0.00048
?100%?0.02%
3.6123
?M?(3.6123?0.0005)g
?
E(M)?0.02%?r
(3)有人用停表测量单摆周期,测一个周期为1.9s,连续测10个周期为19.3s,连续测100个周期为192.8s。在分析周期的误差时,他认为用的是同一只停表,又都是单次测量,而一般停表的误差为0.1 s ,因此把各次测得的周期的误差均应取为0.2s。你的意见如何?理由是什么?如连续测10个周期数,10次各为
19.3、19.2、19.4、19.5、19.3、19.1、19.2、19.5、19.4、19.5(s),
该组数据的实验结果应为多少?
答: 不能将各次测得的周期误差都取为0.2s.而应将总时间误差取为0.2s.
原因:T?的1/n.
tU(t),由误差传递公式U(T)?,多次测量后,周期的不确定度成为原来
nn
T?
t
; ?19.3(s); S(t)=0.12(s); 10
?A(t)?
t0.95s(t)?0.715?0.12(s)
; ?B?
?仪
?0.?0.12(s);
U(t)??2A??2B?(0.715?0.12)2?0.122?0.15(s)
268
?
19.3U(t)??1.93(s) U(T)??0.015(s) 101010
0.015
Er(T)??100%?0.8%
1.93
?T??U(T)?(1.93?0.02)s
?
?Er(T)?0.8%
4. 用单摆法测重力加速度g,得如下实测值:
269
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