四舍五入的计算误差能有多大?
四舍五入的计算误差能有多大?
北京2013年23题:
蹦床比赛分成预备运动和比赛动作。最初,运动员静止站在蹦床上;在预备运动阶段,他经过若干次蹦跳,逐渐增加上升高度,最终达到完成比赛动作所需的高度;此后,进入比赛动作阶段。
把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧,弹力大小(为床面下沉的距离,为常量)。质量的运动员静止站在蹦床上,床面下沉;在预备运动中,假定运动员所做的总功全部用于其机械能;在比赛动作中,把该运动员视作质点,其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为,设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为。取重力加速度,忽略空气阻力的影响。
(1)求常量,并在图中画出弹力随变化的示意图;
(2)求在比赛动作中,运动员离开床面后上升的最大高度;
(3)借助图像可以确定弹性做功的规律,在此基础上,求和的值。解题过程如下:
求解的过程,会遇到,这个数据不使用计算器,可以使用来求,但不是很多学生都对这个公式熟悉。
因此在求解第(3)问的时,可能有两种算法:
如图为人可到达的最高点,为蹦床无形变位置,为弹力与重力平衡处,为最大深度。
法一:以为初、以为末,且使用公式,有
代入近似值,得。
法二:以为初、以为末,且、处机械能相等,、处机械能增量为人内力做功,则
代入,得到
。
两种结果不一致。法一平方过,法二一直在使用的一次数据来计算,这个不一致是计算误差越放越大造成的。
回到法一,令取不同的精度,可以看到当时,尽管只是小数点后第3位处不同,结果就明显不同了。误差也不可谓不大,关键是吓一跳:连这样的题都算不对了?肿么啦?
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