1.2 测量：实验探究的基础（教学课件）物理教科版2024八年级上册

第2节 测量：实验探究的基础 八年级物理上册 •教科版 第一章——走进实验室 教学引入 1 人们发明各种仪器精确测量 橙色的线哪段长？ 凭感觉判断一个物体的长短是不可靠的。 什么是测量呢? 教学引入 1 实验探究是科学研究的重要方法，测量是实验探究的基础。 通过长度测量和时间测量，我们可以了解测量的初步知识，同时也能体会实事求是的科学态度，养成良好的动手习惯。 测量：将一个待测量与公认的基准进行比较的过程。 2020年5月27日，2020珠峰高程测量登山队成功登顶珠穆朗玛峰，测得珠峰高度为 8848.86 米。 从木工尺到米原器 2 木工尺 　　相传，鲁班曾召集天下的木工，要做上千个精密木件，装配一座雕梁画的宫殿。众木匠来自四面八方、各自的尺子有长有短，没有一个统一的标准，做的木件很难精确组合。于是，鲁班做了一个精准的木工尺，木匠们以这个木工尺为基准，复制出几乎一模一样的尺子。有了统一的测量标准，宫殿很快就造好了。 从木工尺到米原器 2 米原器 　　为了更好地进行科学、技术、贸易的交流，1889年，科学家们制造了一个国际通用的长度基准——米原器，作为各国测量1米的基准。 从木工尺到米原器 2 测量是一个将待测量与公认的基准进行比较的过程。 我们称这个公认的基准为一个单位。 国际单位制(SI) 1960年，国际计量大会通过了国际单位制(SI)，规定了长度、质量、时间等物理量的基本单位。 从木工尺到米原器 2 1.长度的国际单位: 米，符号:m 2.长度的常用单位及符号 成年人指尖到另一只手肩膀的距离约为1m 小资料： 自2019年5月201日起，国际单位制中的“米”采用以下定义:光在真空中于1/299792458秒内行进的距离，为1米。 千米、分米、厘米、毫米、_____、_____ km dm cm mm 微米 纳米 µm nm 从木工尺到米原器 从木工尺到米原器 2 km m dm cm µm nm mm 3.换算关系 103 10 10 10 103 103 10-3km=1m=10dm=102cm=103mm = 106μm = 109nm 常用的科学计数法， 1000记为103， 0.001记为10-3。 例：一个甲型流感病毒分子的直径约为9×10-8m=_______nm 9×10-8×1m=9×10-8×109nm =90nm 单位换算 数字不变 格式：数字×进率(单位) 90 从木工尺到米原器 2 测量长度 3 1.长度测量的工具：刻度尺 常用的长度测量工具 直尺 卷尺 轮式数显测距仪 较为精确的长度测量工具 游标卡尺 螺旋测微器 测量长度 3 六会 2.正确使用刻度尺 认 —选— 放— 看— 读 —记 ①会“认” 单位 零刻度线 量程：0~8cm 分度值：1mm 量程：测量工具所测量的范围 分度值：测量工具最小刻度值 认清刻度尺的单位、零刻度线的位置、量程、分度值。 测量长度 3 在实际的测量中,并不是分度值越小越好,测量时应先根据实际情况确定需要达到的精确程度,再选择满足测量要求的刻度尺。 根据不同的测量对象和需求，选择量程和分度值合适的刻度尺。 ②会“选” 例：测量立定跳远的距离选用下列哪个测量工具比较合适? 量程：0~15cm 分度值：0.1cm 量程：0~5m 分度值：0.5cm 量程：0~15cm 分度值：0.01cm √ 测量长度 3 刻度尺要放正；零刻度线对其被测物体一端； 有刻度的一边要紧贴被测物体且与被测物体保持平行，不能倾斜。 ③会“放” √ × × 测量长度 3 读数时，视线应正对被测物体和刻度尺。 ④会“看” √ × × 测量长度 3 估读到分度值的下一位。 ⑤会“读” 单位：_______； 分度值：_______； 该物体长度：___________________。 cm 1mm 1.85cm或1.85cm 单位：_______； 分度值：_______； 该物体长度：____________________。 cm 1cm 3.7cm或3.8cm 估读值:0.05cm或0.06cm 估读值:0.7cm或0.8cm 测量长度 3 记录的测量结果应由准确值、估读值和单位组成。 ⑤会“记” 单位为： ______； 准确值为：_______； 估读值为：_______。 2.0cm cm 0.00cm 4.00cm 6.00cm 测量结果＝终点读数 - 起点读数 此时物体长度为： 。 2.00cm 6.00cm - 4.00cm=2.00cm 测量长度 3 【视频欣赏】正确使用刻度尺 测量长度 3 【实验探究】刻测量教科书的长与宽 　　选定一本物理教科书，用分度值是1mm的刻度尺，分别测量物理教科书的长和宽，并将结果填入记录表中。 测量次数 1 2 3 4 长/cm 宽/cm 26.05 26.01 26.04 26.06 18.43 18.42 18.51 18.44 为什么每次测量的数据都不完全一样呢? 测量长度 3 4.误差 ①定义：测得的数值和真实值之间必然存在的差异。 用分度值为1mm的刻度尺测量，测量结果能准确到毫米。所以，长度测量的准确程度是由刻度尺的分度值决定的。而最后一位数字是估读出来的，该数字不可能估读得非常准，所以测得的数值和真实值之间必然存在误差。 ②误差形成的原因： 测量者、测量工具、测量方法等。 测量长度 3 ③错误 　　由于不遵守测量仪器的使用规则，或读取、记录测量结果时粗心等原因造成的。 　　错误是不应该发生的，是可以避免的。 测量次数 1 2 3 4 长/cm 宽/cm 26.05 26.01 26.04 26.06 18.43 18.42 18.51 18.44 注意：误差不是错误，误差是不可避免的。 测量长度 3 ④如何减小误差 a.多次测量求平均值 注意：求平均值要去掉错误数据。 26.04 18.43 × 同一长度测量几次，其中几次的估读可能偏大或偏小，对它们取平均，得到的数值会更接近真实值。 任何测量结果都有误差，多次测最求平均值可以减小误差，但不能消灭误差。 测量长度 3 b.根据测量需要，选用较精密的仪器。 c.改进测量方法。 【辅助法】 适用于测圆、圆柱体的直径和圆锥体的高等。 测量长度 3 地图测绘仪　　　 【棉线法】 适用于测较短的曲线长度，例如地图册上的铁路线长。 化曲为直: 把曲线变为直线 测量长度 3 【滚轮法】 适用于测较长的曲线长度，例如运动场的跑道。 测量长度 3 【累积法】 适用于测量纸厚、细铜丝直径等。 测量长度 3 　　长度测量是最基本的测量，许多测量仪器的示数都是以长度的示数为基础的，如温度计、弹簧测力计、电表等常常将其他待测物理量转化为长度(直线或曲线)来进行测量。 　　学会刻度尺的读数方法，对掌握其他测量仅器的读数方法具有指导意义。 战斗机驾驶舱里有各种仪表，使飞行员得以掌握飞机各系统的工作情况。 测量长度 3 原子的半径 链球菌的半径 人头发的直径 一张纸的厚度 我国铁道的标准轨距 (0.5～3)×10-10 (3～5)×10-7 约 7×10-5 约 10-4 1.435 一些长度和距离 s/m 珠穆朗玛峰海拔高度 地球半径 地球到月球平均距离 太阳半径 银河系半径 8 844.43 6.4×106 3.8×108 7×108 7.6×1020 测量时间 4 　　人们把昼夜交替一次的时间作为时间单位，称为一日。 我国古人发明了最原始的计时器“土圭”，后来各种计时工具陆续出现:日晷、沙、水钟、机械钟、天文钟、石英钟、分子钟…… 我国最原始的计时器“土圭” 日晷是我国古代利用日影测时刻的计时工具 测量时间 4 1. 时间的单位 在国际单位制中，时间的基本单位是秒，符号s。 2.常用的时间单位及符号：小时(h)、分(min)等。 3.换算关系： 1h=60min 1min=60s 小资料： 自铯原子钟精确度非常高，每百万年只有1s的误差。自2019年5月201日起，国际单位制中的“秒”采用以下定义:绝133原子不受干扰时振动9192631770次所需的时间定义为1秒。 测量时间 4 4. 时间的基本测量工具 　在运动场和实验室，人们经常用秒表测量时间。 电子秒表 手表 石英钟 机械秒表 测量时间 4 认识秒表 大表盘： 秒针每转1格为0.1s，每转1圈为30s。 归零按钮 启动/暂停按钮 小盘分针 大盘秒针 小表盘: 分针每转一格为0.5min，每转1圈为15min。 注意:秒针转动一圈，分针转动一格 读数 = 小盘分钟数 + 大盘秒数 【视频欣赏】 测量时间 4 分针指前半分钟 秒针读0~30以内的数值 14.2s 分针指后半分钟 秒针读30~60以内的数值 44.2s 此时停表读数：____ min______s 4 14.2 此时停表读数：____ min______s 4 44.2 测量时间 4 【探究实践】测量心率 　　心率是指1min 内心跳的次数，它是身体健康状况的一项重要指标。静静地坐在椅子上，用秒表测一测你在1min、3min时间内的心跳次数，重复3次，将测量结果记录在下表中。 心跳1min 心跳3min 第一次 第二次 第三次 平均值 第一次 第二次 第三次 平均值 根据以上测量数据，你的心率是________。 思考：用秒表测量心跳次教时，启动和停止秒表需要一定的反应时间，这是误差的主要来源。怎样做能减小这项误差呢? 1. 学校组织体育测试，下列选项中不符合实际的是（ 　　） A．立定跳远成绩为 6.5m B．男生 1000m 跑成绩为 3min50s C．女子 100m 跑成绩为 17s D．男生掷实心球的成绩为 10m A 随堂练习 5 2. 小明在测量记录中，不小心忘记了写单位。在他以下的记录中，单位为分米的是（ 　　） A．一支新铅笔的长度为 0.176 B．一本字典的厚度为 0.34 C．一枚 1 元硬币的厚度为 0.25 D．一名同学的身高为 167 B 随堂练习 5 3. 如图所示，刻度尺的使用有错误的地方，下列说法正确的是（　　 ） A．刻度尺没有紧贴待测物体 B．零刻度线对齐待测物起始端 C．视线没有正对刻度线 D．刻度线没有和待测物平行 C 随堂练习 5 4. 下列关于误差的说法不正确的是（　　） A．测量中的误差和错误都可以避免 B．误差是测量值与真实值之间的差异 C．通过改进测量的方法，选取更精密的测量仪器，可以减小误差 D．利用多次测量取平均值的方法可以减少误差 A 随堂练习 5 5．单位换算。 （1）地球的半径约为 5.12×103km=___________m； （2）6μm=___________mm。 6×10-3 随堂练习 5 5.12×106 6．某同学用刻度尺测量同一物体长度，先后三次测量结果分别是 25.44cm、25.45cm、25.46cm，所用的刻度尺的分度值是_______，测得该物体长度是_______cm。 1mm 7．如图所示，停表读数为_______s。 25.45 101 随堂练习 5 测量 从木工尺到米原器 测量长度 长度的基本单位 单位换算 正确使用刻度尺步骤：“六会” 测量时间 时间的基本单位 秒表的使用 课堂小结 6 发展空间 7 1.古代人最早是用手来作为尺子的。张开的大拇指和中招(或小指)两端间的距离便是一拃，一寸则是中指指尖到中指节上的一段。请用刻度尺测出你自己中指指尖到中指节的长度和一拃的长度。 一拃的长度约为12cm。 约12cm 约3.33cm 一寸的长度约为3.33cm。 发展空间 7 2. 怎样用刻度又测易拉罐的直径?写出你需要的辅助器材。 测量圆柱形的易拉罐直径，可采用辅助法进行测量： [测量器材] 直尺、三角尺、等其他固定器材 [测量方法] ①易拉罐横放在固定平台上保持不动，刻度尺垂直于固定平台且刻度线紧贴易拉罐，通过保持初始刻度线与易拉罐下端对其。 ②将三角尺紧贴易拉罐上端，且与支持保持垂直，读取此时易拉罐上端对应的刻度值。 ③如右图，该易拉罐的直径为： 2.50cm-0.00cm=2.50cm 发展空间 7 2. 测出自己正常行走20步的距离，算出自己正常走路时每两步的平均距离。 　　经过实际测量，自己正常走20步，总共通过的距离大概为12m，则每一步通过的距离为约0.6m，由此可知，自己正常走路时每两步的平均距离为1.2m。 知识要点 8 1.测量是一个将待测量与公认的基准进行比较的过程。 2.误差是测得的数值和真实值之间必然存在的差异，多次测量求平均值可以减小误差，但不能消灭误差。 3.使用刻度尺和秒表前要注意观察它们的量程和分度值。 知识要点 $$