内容正文:
第2课时 时间的测量 误差
多媒体课件、停表若干个。
一、情景导入
同学们在观看古装剧的时候,经常会看到这样的情节:皇上下令斩首罪犯,并设置斩首时间为午时三刻,那么“午时三刻”是什么意思呢?午时三刻指的是太阳挂在天空中央,是地面上阴影最短的时候。旧小说有“午时三刻开斩”之说,意即,在午时三刻钟时开刀问斩,此时阳气最盛,阴气即时消散,此罪大恶极之犯,应该“连鬼都不得做”,以示严惩。现在大家知道什么是“午时三刻”了吧!
“午时三刻”其实表示的就是时间,那么时间如何测量呢,今天就让我们一起来学习时间的测量。
游戏名称:一分钟有多长?
游戏规则:老师发出口令后,请大家一起闭上眼睛,当你估计时间到一分钟的时候,睁开眼睛。早睁眼、晚睁眼3 s以上的同学要接受“惩罚”。选出两名裁判,站到讲台前监督。
游戏结束后,让两名监督的同学分别说出他们看到的现象。结果是接受“惩罚”的同学有很多,这说明凭感觉来估测物理量是不可靠的。生产、生活中要进行各种测量,如测量温度、时间、速度、质量、体积、面积等,可见借助专业的工具或仪器进行精确测量是十分有必要的。今天这节课我们就一起来学习如何测量时间。
二、合作探究
时间的测量
1.时间的单位
在日常生活中,除了经常进行长度的测量外,也经常需要对时间进行测量,那么时间的单位是什么呢?
(1)在国际单位制中,时间的基本单位是秒(s)。
(2)在日常生活中,还常用到其他的时间单位:年(y)、天(d)、时(h)、分(min)、毫秒(ms)、微秒(μs)等。
(3)换算关系:1 h=60 min;1 min=60 s;1 s=103 ms;1 ms=103 μs。
2.时间的测量
请大家结合平时的观察,说说时间测量工具有哪些?并思考一下它们各自都是怎样测量时间的?
多媒体展示测量时间的工具:手表、钟、秒表等。
课前同学们在做时间估测的小游戏时发现时间估测的结果精确度是不高的,当精确度要求较高时,我们就要选择适宜的时间测量工具进行测量。
分组学习停表的使用。教师先对停表的使用方法进行简单讲解(用手紧握停表,大拇指按在按钮上,按停表分三步:①第一次按下时,表针开始走动;②第二次按下时,表针停止走动;③第三次按下时,表针回零),然后教师喊口令,学生按停表计时,请同学相互帮助,共同弄清楚停表的使用方法。
同学们根据上述实验,小组之间交流讨论得出停表的使用方法及如何正确读出停表的示数。
机械停表的读数=小盘所指分钟数+大盘所指秒数。先读小盘的读数,它的单位是分钟,看上面的示数可知每分钟分为前半分钟和后半分钟,要注意它是指向哪半分钟;接着读大盘的读数,它的单位是秒,若为前半分钟就读0~30 s,若为后半分钟则读31~59 s。
误差
前面的学习中,大家在测量长度和时间的时候,会发现有些同学测量的结果有一些偏差,为什么测量值与真实值之间总会有差别呢?
误差:由于受所用仪器、测量方法的限制和测量者的不同,测量值和真实值之间必然存在差别,测量值和真实值之间的差别叫做误差,误差是不可避免的。
同学们分组交流讨论减小误差有哪些方法?错误与误差有什么不同?各自发表自己的看法并交流得出结果。
(1)减小误差的方法:多次测量求平均值,选用精密的测量工具,改进测量方法。
(2)错误与误差不同:错误是由于不遵守仪器的使用规则、读数时粗心造成的,是不该发生的,所以只要严格按要求去做,错误是可以避免的,而误差是不可避免的。
长度的特殊测量方法
同学们想一想,如果我们测量的物体很小或很薄、很细,如物理课本的一张纸的厚度、漆包线的直径,或者一枚硬币的直径,又或者地图上铁路线的长度,我们要如何来测量呢?
(1)累积法
教师引导学生看自己手中的刻度尺的分度值有多大,并与一页纸对比,然后提问:可以用刻度尺直接测出一页纸的厚度吗?为什么?不能的话,我们应该怎样测出一页纸的厚度呢?
方法:一页纸的厚度约为10-4 m,用毫米刻度尺测不出一页纸的厚度,也测不出两页纸的厚度,但是能测出上百页纸的厚度,而一页纸的厚度只要把测出的总厚度除以总页数就可以求出了。测量时取若干页纸(纸的页数要足够多),压紧后,用最小刻度为毫米的刻度尺量出其总厚度L,然后将总厚度除以纸的页数n,即可求出每页纸的厚度l=。
(2)卡尺法
教师提问:如何用刻度尺测出一枚硬币的直径呢?
方法:如图甲所示,用直尺和三角板把硬币紧压在桌面边缘,借助两把三角板和一把刻度尺来进行测量。或用一把三角板和一把刻度尺,如图乙,用三角板紧紧夹住硬币,使三角板的直角边、硬币和刻度尺有刻度的一边紧靠,刻度尺的零刻度线对准桌面,即可从刻度尺上读出硬币的直径d。
(3)化曲为直法
教师提问:教师在多媒体上展示出一张中国交通地图,引导学生观察弯曲的铁路线。然后提问:我们看到地图上标示