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用插值法读取模拟刻度

指针停在两条刻度线之间,你不确定该写哪个数。

本页内容
  1. 怎样一步步读取任何刻度?
  2. 例题详解
  3. 要留意的错误
  4. 自我检测
  5. 下一步

读取模拟刻度,就是先找出一小格的数值,读出最接近的刻度,再估计刻度线之间的小数部分。使用直尺、温度计、量筒、电流表或电压表时,都会用到测量与物理量中的这项技能。

学生最常跳过的一步,就是算出每小格代表多少。刻度上标出的数字之间,通常隔着好几条小刻度线。

怎样一步步读取任何刻度?

  1. 求出一小格的数值。 取两个有标数字的刻度,相减,再除以它们之间的间隔数。
  2. 从指针已经越过的最后一个标数刻度开始。
  3. 数一数它之后的小格数,乘以每小格的数值。
  4. 估计刻度线之间的部分。 判断指针更靠近下面的线、在中间,还是更靠近上面的线。
  5. 写出带单位的读数,小数位数要合理。

读数时视线要与指针齐平。从侧面看,指针会好像对准另一条刻度线,这就叫视差。

例题详解

一个电压表的刻度标有 0、2、4、6、8、10 V。每两个标数刻度之间有四个相等的间隔。

指针越过 4 V 标记后再走了三小格,并且略超过第三条线。(虚构的示例数据。)

第一步,一小格的数值: (6 − 4) ÷ 4 = 0.5 V 每格。

第二步,已越过的最后一个标数刻度: 4 V。

第三步,数小格: 三格 × 0.5 V = 1.5 V,所以第三条线读数是 4 + 1.5 = 5.5 V。

第四步,估计线之间的部分: 指针略超过 5.5 V,约在 5.5 V 到 6.0 V 之间的五分之一处。0.5 V 的五分之一是 0.1 V,所以读数约为 5.6 V。

答案:约 5.6 V,读成 5.5 V 或 5.7 V 也说明你对指针位置的判断合理。

要留意的错误

常见的失误是把每一小格当作 1,因为眼睛看到”标数后面四条线,就加四”。

错误答案: 4 + 3 = 7 V

学生数的是线条的数量,而不是用每一格的数值。

改正的方法是先算出每格的数值。这里读成 7 V 就表示指针超过了 6 V 的标记,而图上明显没有。把答案和最近的标数刻度对照一下,是很快的合理性检查。

第二个失误是忘了物体不一定从零刻度开始。如果直尺上物体的一端在 2.0 cm,就要用终点读数减去起点读数。

自我检测

1. 一支温度计每 10 °C 标一个数字,标数之间有十个相等的间隔。液面在 30 °C 标记上方三小格。温度是多少?

查看答案

一小格 = 10 ÷ 10 = 1 °C。读数 = 30 + 3 = 33 °C。

2. 一个刻度标有 0、5、10,每两个标数之间有五个相等的间隔。指针正好在 5 之后的第二条线上。读数是多少?

查看答案

一小格 = 5 ÷ 5 = 1 个单位。读数 = 5 + 2 = 7 个单位。

3. 一根棒的一端在直尺的 3.0 cm 处,另一端在 8.4 cm 处。棒的长度是多少?

查看答案

长度 = 8.4 − 3.0 = 5.4 cm。

下一步

单次读数稳定后,就可以学习在计算重复测量的平均值中综合多个读数。较早的基础是为物理量选择合适的单位,测量与物理量练习题组同时混合了这两项技能。界限与四舍五入讲解工具会说明读数的精度如何限制你的答案。

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常见问题

刻度上的插值(interpolation)是什么意思?

插值就是估计落在两条刻度线之间的数值。你判断指针或液面位于两条线之间的哪个位置,例如一半或约四分之一,然后把一格的这个比例加到较小的刻度上。

怎样求一小格的数值?

取两个有标数字的刻度,相减得到差值,再除以它们之间相等的间隔数。例如标有 4 和 6 的两个刻度之间有四个间隔,就是 (6 − 4) ÷ 4 = 0.5,每小格代表 0.5。

什么是视差(parallax)误差?怎样避免?

当你的视线没有正对读数时,指针或液面看起来会对准另一条刻度线,这就是视差误差。让眼睛与刻度线齐平、正对着读;量筒则要读凹液面的底部。

更新于:

下一步

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