内容正文:
第一章
第 2 节 测量:实验探究的基础 导学案
一、学习目标
理解测量的重要性,明确测量的基本要素。
掌握长度、时间、质量等物理量的基本测量方法和工具。
学会正确读取和记录测量数据,能够进行简单的数据处理和误差分析。
培养严谨的科学态度和实事求是的精神,提高实验操作能力。
2、 学习重难点
重点
长度、时间和质量的测量方法及工具的使用。
测量数据的读取、记录和处理。
误差的概念和减小误差的方法。
难点
正确使用刻度尺进行长度测量,特别是估读。
理解误差与错误的区别。
三、知识链接
回顾生活中常见的测量场景,如身高的测量、跑步时间的记录、购物时商品质量的称量等,思考测量的目的和意义。
四、自主预习
阅读教材内容,了解测量的概念和测量在科学研究中的作用。
思考长度、时间和质量的常用单位有哪些,它们之间如何换算。
5、 知识清单
测量的概念
测量是将待测的物理量与一个公认的标准量进行比较的过程。
测量的结果包括数值和单位两部分。
长度的测量
长度的基本单位是米(m),常用单位有千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)。
单位换算:1km = 1000m,1m = 10dm = 100cm = 1000mm = 1000000μm = 1000000000nm。
测量工具:刻度尺。
刻度尺的使用方法:
选:根据测量要求选择合适量程和分度值的刻度尺。
看:观察刻度尺的零刻度线是否磨损、量程和分度值。
放:刻度尺要沿着所测长度放置,刻度线紧贴被测物体。
读:读数时视线要正对刻度线,估读到分度值的下一位。
记:测量结果由数字和单位组成。
时间的测量
时间的基本单位是秒(s),常用单位有时(h)、分(min)。
单位换算:1h = 60min,1min = 60s。
测量工具:时钟、秒表等。
质量的测量
质量的基本单位是千克(kg),常用单位有克(g)、毫克(mg)、吨(t)。
单位换算:1t = 1000kg,1kg = 1000g,1g = 1000mg。
测量工具:天平,包括托盘天平、物理天平。
托盘天平的使用方法:
放:把天平放在水平台上,游码移到标尺左端的零刻度线处。
调:调节横梁两端的平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处,此时天平平衡。
称:把被测物体放在左盘,用镊子向右盘加减砝码,并调节游码在标尺上的位置,直到横梁恢复平衡。
读:物体的质量等于右盘中砝码的总质量加上游码在标尺上所对的刻度值。
误差
误差是测量值与真实值之间的差异。
误差不可避免,但可以通过选用更精密的测量工具、改进测量方法、多次测量取平均值等方法减小误差。
错误是由于不遵守测量仪器的使用规则、读数时粗心大意等原因造成的,是可以避免的。
六、要点讲解
长度测量中的估读
估读是长度测量中的重要环节,分度值为 1mm 的刻度尺,测量结果应估读到毫米的下一位。
举例说明不同分度值的刻度尺的估读方法,通过实际测量操作让学生体会估读的技巧。
常考易错点:学生可能会忽略估读或者估读不准确,导致测量结果错误。
时间测量的精度和选择
不同的测量场景需要选择不同精度的时间测量工具。例如,体育比赛中通常使用电子秒表,而日常生活中一般使用时钟。
讲解秒表的读数方法,包括小表盘和大表盘的配合读数。
常考易错点:混淆秒表的读数规则,或者在选择时间测量工具时不考虑实际需求。
质量测量中的天平调节
强调天平在使用前必须调平,平衡螺母的调节方向与指针的偏转方向相反。
解释称量过程中加减砝码和移动游码的原则和方法。
常考易错点:调节平衡螺母时方向错误,或者在称量时物体和砝码放置位置颠倒。
误差与错误的区别
误差是不可避免的,而错误是可以避免的。
通过实例分析误差产生的原因和错误的类型,让学生能够清晰地区分两者。
常考易错点:学生可能会将误差和错误混淆,认为只要测量结果有偏差就是错误。
七、例题赏析
1. 用分度值为 1mm 的刻度尺测量一物体的长度,下列记录中正确的是( )
A. 24.3cm B. 24cm C. 24.30cm D. 2.43dm
解析:C 选项正确。分度值为 1mm,测量结果应估读到毫米的下一位,A、B 选项没有估读,D 选项单位换算错误且没有估读。
2. 下列测量时间的工具中,测量精度最高的是( )
A. 机械手表 B. 电子手表 C. 停表 D. 沙漏
解析:C 选项停表的测量精度最高。机械手表和电子手表的精度相对较低,沙漏的精度更低,主要用于计时较长的时间段。
3. 用托盘天平测量一物体的质量,在调节天平平衡时,将游码移至标尺的零刻度线后,发现指针指在分度盘的右侧,此时应( )
A. 将平衡螺母向左调 B. 将平衡螺母向右调
C. 向右移动游码 D. 向左移动游码
解析:A 选项正确。指针指在分度盘的右侧,说明天平右端重,左端轻,应将平衡螺母向左调,使横梁平衡。
4. 关于误差,下列说法中正确的是( )
A. 多次测量取平均值可以消除误差
B. 测量时未遵守操作规则会引起误差
C. 选用精密的测量仪器可以减小误差
D. 只要认真测量,误差可以避免
解析:C 选项正确。多次测量取平均值可以减小误差,但不能消除误差,A 选项错误;测量时未遵守操作规则会引起错误,不是误差,B 选项错误;误差不可避免,D 选项错误。
5. 小明用同一把刻度尺对同一物体的长度进行了四次测量,结果分别为 12.34cm、12.36cm、12.35cm、12.75cm,则该物体的长度应记为( )
A. 12.34cm B. 12.35cm C. 12.36cm D. 12.45cm
解析:B 选项正确。12.75cm 与其他三个测量值相差较大,是错误的数据,应舍去。剩余三个数据的平均值为(12.34cm + 12.36cm + 12.35cm)÷ 3 = 12.35cm 。
8、 考点集训
1. 长度测量中,能够达到的测量准确程度由刻度尺的( )决定。
A. 量程 B. 分度值 C. 零刻度线 D. 测量者
2. 某同学用同一把刻度尺三次测得文具盒的宽度分别为 9.20cm、9.21cm、9.20cm,则下列说法中错误的是( )
A. 测量结果最后应记作 9.20cm
B. 此刻度尺的分度值是 1mm
C. 9.21cm 这个记录结果是错误的
D. 9.20 中最末一位数字“0”是有意义的
3. 下列单位换算中,正确的是( )
A. 5.1km = 5.1km×1000m = 5100m
B. 30min = 30÷60h = 0.5h
C. 1m/s = 3.6km/h
D. 2kg = 2kg×1000 = 2000g
4. 下列过程中,经历的时间最接近 1s 的是( )
A. 人眨一次眼睛所用的时间
B. 人的心脏跳动一次所用的时间
C. 人正常呼吸一次所用的时间
D. 人步行 10m 所用的时间
5. 在用托盘天平测量物体质量时,细心的小红发现天平的砝码上粘有一小块橡皮泥,用该砝码测得的物体质量与真实值相比( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 相等 D. 无法判断
6. 一位同学在实验室里测量一物体的长度,测量结果是 5.37cm,那么他用的测量工具是( )
A. 能准确到 1mm 的刻度尺
B. 能准确到 0.1mm 的游标卡尺
C. 能准确到 0.01mm 的螺旋测微器
D. 不能判定用的是什么测量仪器
7. 下列关于误差的说法中,正确的是( )
A. 误差是由于测量方法不正确造成的
B. 只要测量仪器足够精密,就可以消除误差
C. 无论测量仪器如何精密,误差只能减小,但不能消除
D. 多次测量取平均值可以消除误差
8. 要测量 1 角硬币的厚度,使测量结果的误差较小,下列方法中最佳的是( )
A. 用刻度尺仔细地测量硬币的厚度
B. 用刻度尺多次测量硬币的厚度,求平均值
C. 用刻度尺分别测出 10 个 1 角硬币的厚度,求平均值
D. 用刻度尺测出 10 个 1 角硬币叠加起来的总厚度,再除以 10,求得一个硬币的厚度
9. 下列测量长度的方法,不正确的是( )
A. 测一张纸的厚度可以用刻度尺先测出几十张纸的厚度,然后再除以纸的总张数,即得出一张纸的厚度
B. 测细金属丝的直径,可以把金属丝无间隙地密绕在一根铅笔上若干圈,测出密绕部分的长度 L 和圈数 N,则直径 D = L / N
C. 只使用一个刻度尺不用其他工具就可以准确测出乒乓球的直径
D. 测自行车通过的路程,可先记下车轮转过的圈数 N,再乘以车轮的周长 L
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