1.1 长度的测量（教学课件）-【上好课】八年级物理上册同步高效课堂（沪科版·五四学制·2024）

第一章 测 量 八年级上册 •沪教版 一名学生正在中学生体质健康测试的现场进行坐位体前屈测试，图中刻度尺的示数反映了学生的身体柔韧程度。体质健康测试包含了多种项目，其中跑步要测量时间，跳远要测量距离，体质指数需要测量质量和身高。测量是物理实验的基础，是认识世界的方法。本章我们将学习测量的基础知识。 通过本章内容的学习，你将学会用工具测量基本物理量一长度、时间和质量；提升与其他同学进行有效交流的能力；感悟实事求是的科学态度。 导入新课 第1节 长度的测量 开学了，你又长高了。如图所示，要知道身高，既可以目测，也可以用工具测量。两种方法得出的结果可能不同，怎样才能测得更准呢? 第1节 长度的测量 长度的单位 01 用刻度尺测量长度 02 课堂总结 03 提升练习 04 长度的单位 01 第1节 长度的测量 1. 长度测量的历史 人类祖先在劳动过程中逐渐形成依靠主观感受进行比较的习惯。 图（a）中哪条黄色线段更长?图（b）中哪个橙色圆面积更大?若仅凭肉眼观察，似乎上方的黄色线段更长，右边的橙色圆面积更大。用刻度尺测量后发现，两条线段一样长，两个圆的直径相同，面积也一样大。 由此可见，仅凭人的主观感受来比较事物的差异，往往不可靠。 一 长度的单位 “布指知寸，布手知尺，舒肘知寻”，古人曾用手和手臂来测量长度。 （1） “腕尺” 古埃及人用“腕尺”作为长度单位，但腕尺的标准常常是不一样的。 （2）“步” 中国的唐太宗李世民以他的左右脚各走一步来定为长度单位，称为“步”。 一 长度的单位 2. 单位 （1）测量的目的：测量的目的就是进行可靠的定量比较。 （2）单位 由此可见，仅凭人的主观感受来比较事物的差异，往往不可靠。要进行可靠的定量比较，需要有一个公认的标准量作为比较的依据，这个标准量叫做单位（unit）。 一 长度的单位 （3）自主活动 如图所示，“1拃”为大拇指和中指伸开的距离，试用“拃”为单位估测课桌的长度。 课桌长度为_______拃。 和其他同学交流测量结果，看看是否一致。 一 长度的单位 1拃 （4）国际单位制 用手测量课桌的长度，同学们的测量结果大小不一。可见这样测量虽然比较便捷，但测量结果的差异明显。 在人类历史上的不同时期、不同地区往往使用不同的单位，给文化交流和生产贸易带来诸多不便。秦朝第一次统一了度量衡，有力地推动了社会和经济的发展。 目前，国际上有一套统一的单位，叫做国际单位制（International System of Units），简称SI。 一 长度的单位 3. 长度的单位 （1）在国际单位制中：长度的单位是米（metre），符号是m。 18世纪末，人们曾利用地球经线来定义米，并依此用铂-铱合金铸成一根“米原器”，作为全世界统一的长度测量基准。2019年起，国际计量大会规定1/299 792 458秒内光在真空中传播的距离为1m。 一 长度的单位 一 长度的单位 （2）一些物体大度的数量级（单位：m） （3）长度的常用单位 千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）等。 （4）长度的单位换算 1km＝1000m＝103m 1dm＝0.1m＝10-1m 1cm＝0.01m＝10-2m 1mm＝0.001m＝10-3m 一 长度的单位 （5）长度单位换算技巧 数值不变，乘原单位与目标单位之间的进率，将原单位改写为目标单位。可简记为“数不变，单位换，乘进率，进行算”。 如图所示： 是把25.68 cm换算为0.2568m的过程。 25.68 cm 数值不变 原单位 目标单位 原单位与目标单位之间 的进率 1cm=10-2m = 25.68 × 10-2 m = 0.2568 m 一 长度的单位 视频讲解—《长度的单位》 一 长度的单位 【例题1】下列单位换算中正确的是（ ） A. 12.56 cm=12.56×10-2 m=0.1256 m B. 12.56 cm=12.56 cm×10-2 m=0.1256m C. 12.56 cm=12.56÷102 =0.1256 m D. 12.56 cm=12.56×10-2 cm=0.1256m A 进行单位换算时，注意数字保持不变，然后乘原单位与目标单位之间的进率，最后用科学记数法表示结果。具体过程分析如下： 12.56 cm= 12.56 × 1cm 单位换算：1cm= 10-2 m 数值不变 选项A正确。 =12.56×10-2 m =0.1256 m 一 长度的单位 一 长度的单位 【例题2】我国古代把女子一拃长称为“咫”，男子一拃长称作“尺”，如图。“咫尺之间”用来比喻相距很近，实际“咫”与“尺”的长度相差大约为（　　） A．3mm B．3cm C．3dm D．3m 通常情况下，男子的手比女子的手大，一拃的长度也比女子的长一些。一拃长通常是20cm左右，“咫”与“尺”的长度相差不会太大，3mm 过小，3m 过大，3dm 相当于 30cm 也偏大，所以3cm 比较符合实际情况，即“咫”与“尺”的长度相差大约为 3cm。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 B 长度的测量 02 第1节 长度的测量 二 长度的测量 随着科技的进步，测量长度的工具也在不断发展。如图所示，目前常见的长度测量工具有刻度尺、卷尺、游标卡尺和激光测距仪。 卷尺 1. 测量长度的常用工具 刻度尺 游标卡尺 二 长度的测量 人类借助先进的测量工具完成了许多高难度测量。 2018年，我国科学家首次成功利用激光精确地测量地月距离，也使我国成为世界上极少数实现地月激光精确测量的国家。 2020年12月8日，我国科研人员通过北斗卫星导航系统采集的信号精确测量了珠穆朗玛峰的“身高”。 激光测距仪 二 长度的测量 （1）认识“0”刻度线、测量范围、分度值 ①零刻度线：刻度尺的起始刻度线。 ②量程：是指刻度尺的测量范围。 ③分度值：两条相邻刻度线之间的长度。 不同的刻度尺测量范围与分度值可能不同。 测量范围 0～15cm 分度值1mm 零刻度线 量程 分度值 0～15cm 0.1cm 2. 刻度尺的使用 二 长度的测量 （2）刻度尺的选择 我们可以根据测量的要求选择不同的测量工具。 例如，如果我们要测量家里门窗的长度或宽度，就可以选用卷尺来测量； 如果要精确测量螺母的尺寸，就可以选用精确度比较高的测量工具进行测量，如游标卡尺等。 测人的身高，准确到cm就可以了，可选用分度值是1cm的卷尺或皮尺，而没有必要选用分度值是1mm的刻度尺，并且刻度尺的量程应大于人的身高。 二 长度的测量 （3）使用前做到三看 一看零刻度线：看刻度尺的零刻度线是否磨损。如已磨损则应重选一个未磨损的刻度线作为测量的起点。 二看量程：测量长度时要求一次测量出物体的长度，如果测量范围小于物体的实际长度，则肯定要移动刻度尺测量若干次，这样会使测量的结果与物体的长度产生较大的偏差。 三看分度值：如图所示，分度值反映了刻度尺的精确程度。 刻度尺 分度值 测量值 A 1cm 3cm B 0.1cm 3.4cm 使用不同分度值的刻度尺进行测量，所达到的精确程度不同。 二 长度的测量 （4）使用时做到五会 ①会“选”：根据测量的要求选取分度值和量程适当的刻度尺。 ②会“放”：刻度尺要放正，即刻度尺与被测长度平行，而且要使刻度尺有刻度的一侧紧贴被测物体。 零刻度线磨损的，应另选某一刻度线为“零点”，与被测物体长度起始端对齐，读数时应注意要减去“零点”的数值。 ③会“看”：读数时，视线应该垂直于被测物体及刻度尺。 物体的长度为 6.2cm-4.0cm=2.2cm 二 长度的测量 ④会“读”：读数时，若标记物或视线正好与某刻度对齐，就应按该标度读数。 若标记物或视线位于两条刻度之间，不需要估读，方法是按所靠近的那条刻度读数。若看起来正好位于两条相邻刻度中间，可按两边任一刻度读数。 物体长度为2.3cm 物体长度为5.2cm 物体长度为6cm或6.1cm 二 长度的测量 ⑤会“记”：记录的测量结果应由数值和单位组成。 图中铅笔长度应该记录为52mm或5.2cm。 如果记录为52，就是错误的。因为没有单位，不清楚是52mm还是52cm或 52dm等等。 二 长度的测量 （1）概念：测量时，测量结果和真实值相比可能会偏大或偏小，我们把这种差异称为误差。 （2）产生原因 ①跟测量工具的精密度有关； ②跟测量的人读取的估计值不同有关； ③环境变化对器材的影响。 （3）减小方法 ①可以采用多次测量取平均值的方法来减小误差； ②选用精密的测量工具。 3. 误差 二 长度的测量 序号 教科书的长度/cm 教科书的宽度/cm 1 2 3 教科书长度的平均值：________ 教科书宽度的平均值：________ 用刻度尺测量教科书的长和宽，将测量结果记录在表中。 4. 测量教科书的长和宽 二 长度的测量 一庹约160cm 生活中，我们常常采用一些粗略的方法来测量长度。人体的哪些部位可以作为“尺”用来估测长度？ “一柞”（约15cm）、“一步”（约60cm）、“一庹”（约1.6m，成人两臂左右平伸时两手之间的距离）。可以利用这些“尺”估测长度。 （1）利用人体的“尺”估测长度 一柞：张开大拇指与中指，两端的距离就是一柞，一柞约15cm 一步约60cm 5. 长度的估测 二 长度的测量 ①普通高中生的身高约为1.6cm. ②一层楼高度约为3m. ③一只新铅笔的长度约为18cm. ④铅笔芯的直径约为1mm. ⑤乒乓球的直径约为4cm. ⑥黑板的长度约为2.5m. ⑦课桌高约为0.7m. ⑧篮球直径约为24cm. …… （2）一些常见物体的长度 二 长度的测量 （1）累积法 适用于测量无法直接测量的某些微小量。可把数个相同的微小量加在一起测量，再将测量结果除以微小量的个数，就可得到一个微小量。例如，测量一张纸的厚度、细铜丝的直径、塑料胶带的厚度等。 测量细金属丝的直径的方法： 把铜丝紧密绕在铅笔上； 数出缠绕在铅笔杆上的圈数n； 用刻度尺量出n圈铜丝圈的长度L； 铜丝的直径 d= . 圈数n 长度L 6. 长度测量的特殊方法 二 长度的测量 （2）辅助法 对于用刻度尺无法直接测出的物体长度，可用三角板等进行辅助测量，实质就是将被测长度平移至刻度尺上再进行测量。 例如测量圆柱体的直径、圆锥体的高、硬币的直径、乒乓球的直径等。 圆柱体直径 约1.9cm 纪念币的直径约为1cm （3）化曲为直法 用不可伸长的细棉线和要测量的曲线重合，在起点和终点做好记号，拉直后用刻度尺测量出两标记之间的距离，有比例尺的利用比例尺可计算出实际长度。测量圆柱体的周长、地图上铁路长度等可以用化曲为直法。 例如，用地图测出上海与郑州两地间铁路线长度的方法： 用棉线AB与地图上两地间铁路线完全重合，测出棉线AB的长度，根据地图的比例尺即可求出铁路线的长度s. s= sAB×n（n比例尺） 二 长度的测量 （4）化直为曲法 用已知周长的滚轮在待测的较长的直线或曲线上滚动，记下滚动的圈数，则被测线的长度等于圈数乘以滚轮周长。例如，测量操场的长度，汽车、火车的里程表。 如图中测出轮子的周长L，再让轮子沿操场滚一周，记录车轮滚动的圈数n，则操场周长为nL。 （5）化暗为明法 有些待测长度不是明显地露在外面，而是隐含在物体的内部，刻度尺不能直接测量，可以选择大小合适的钢针插入孔内，在管口处给钢针做上记号，然后再测出钢针尖端到记号处的长度即可。测量玻璃管的内径，工件的裂缝深度等，如图所示。 二 长度的测量 视频讲解—《长度测量的特殊方法》 二 长度的测量 【例题1】如图 A、B、C 表示三种测量木条 ab 长度的方法，下列判断正确的是 （　　） A．A正确 B．B 正确 C．C 正确 D．都有错 A．使用刻度尺测量长度时，要从刻度尺的零刻线开始测起，故A错误； B．零刻线磨损的可以从其他的整刻线开始测起；但读数时，视线要与刻度尺的尺面垂直，故B错误； C．放置刻度尺时，刻度尺有刻度一侧没有紧贴被测长度，故C错误； D．由以上分析知道A、B、C图都有错误，故D正确。 D 二 长度的测量 故选D。 【例题2】如图中刻度尺的最小分度值为______mm，所测物体的长度为____________ cm。读数时，视线要与刻度尺面_______（选填“垂直”或“平行”）。用此刻度尺______（选填“能”或“不能”）间接测一张普通A4纸的大致厚度。 由图知：刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表1mm，即刻度尺的分度值为1mm。 物体左端与1cm对齐，右端位于两条刻度线几乎中间位置，可以读作为2.1cm或2.2cm，所以物体的长度为l=2.1cm-1cm=1.1cm或l=2.2cm-1cm=1.2cm 使用刻度尺测量物体的长度，读数时，视线要与尺面垂直。 一张纸的厚度太小，甚至小于刻度尺的分度值，无法直接准确测量，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。 能 二 长度的测量 1 1.1（或1.2） 垂直 【例题2】下面列出的长度中，接近6厘米的是（　　） A．墨水瓶的高度 B．铅笔芯的直径 C．教科书的宽度 D．乒乓球的半径 A．墨水瓶的高度一般在10cm以下，与选项中6cm接近；故A符合题意； B．铅笔芯的直径很小，在1mm左右，故B不符合题意； C．教科书的宽度在20cm左右，故C不符合题意； D．乒乓球的半径一般在2cm左右，故D不符合题意。 A 二 长度的测量 故选A。 课 堂 总 结 03 第1节 长度的测量 课堂总结 ①测量的目的：就是进行可靠的定量比较。 ②单位：把公认的标准量作为比较的依据，这个标准量叫做单位. ③长度单位：国际单位为m. 其他单位有km、dm、cm、mm. 换算关系：1 km=103m 1 m=10 dm=102 cm=103 mm ①使用刻度尺前“三看”：看量程、看分度值、看零刻度. ②使用刻度尺时“五会”：会选、会放、会看、会读、会记. ③测量结果：包括数值（准确值和一位估计值）、单位. ④长度测量的特殊方法：累积法、辅助法、化曲为直法、化暗为明法等. ①概念：测量结果和真实值相比可能会偏大或偏小，这就是误差. ②产生：测量工具、测量者、环境因素. ③减小：多次测量取平均值、使用精密的测量工具、改进测量方法. 刻度尺的使用 长度的测量 误 差 长度 单位 提 升 训 练 04 第1节 长度的测量 提升训练 1. 2024年初中体育测试选考项目为足球、篮球、排球、乒乓球、羽毛球、网球、游泳，考生从7个项目中自选一个，许多同学会选择球类项目进行测试，下列球类中直径最接近40mm的是（　　） A．篮球 B．足球 C．排球 D．乒乓球 根据生活经验可知，足球、篮球、排球的直径比人的手掌大一些，大约30cm；而乒乓球的直径在4cm左右，最近接40mm，故D符合题意，ABC不符合题意。 D 故选D. 提升训练 2. 下列单位换算的格式，书写正确的是（　　） A．6.2米=6.2×100=620厘米 B．7.2米=7.2米×100=720厘米 C．4.2米=4.2 ×100厘米=420厘米 D．1.2米=1.2米×100厘米=120厘米 A．因为1米=100厘米，所以6.2米=6.2×100厘米=620厘米 中间过程缺少单位，故A错误； B．7.2米×100得到的单位不是厘米，故B错误； C．进率、过程及单位都正确，故C正确； D．1.2米×100厘米得到的单位不存在，故D错误。 C 故选C. 提升训练 3. 下列图中，关于刻度尺使用方法正确的是（　　） 根据刻度尺的使用规则，A图中物体的一端没有对齐零刻线且视线与尺面不垂直，B图中物体的一端没有对齐零刻线，C图中刻度尺有刻度的一侧没有紧贴被测长度，只有D图正确． D 所以选D. A B C D 提升训练 4. 某同学测量一本书的厚度是64毫米，书本共200页，则每张纸的厚度是______毫米。一位同学估测从家到学校的距离，他先走了10步，测出距离为6米，于是他就以这样的步幅，从家到学校共走了720步，他家离学校______米。 书本200页，则每张纸的厚度是 这位同学的步长为 从家到学校共走了720步，他家离学校距离为 0.6m/步×720步=432m 0.64 432 提升训练 5. 如图所示，某同学在测量钢丝的直径： （1）刻度尺是用来测量______的工具，如图所示其最小分度值为____mm； （2）若钢丝线圈共有50匝，则钢丝的直径约为______mm= _____ m；如果在绕线圈时没有注意，使得绕出的线圈不紧密，会使测量结果______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 （1）刻度尺是用来测量长度的工具，刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表0.1cm，即刻度尺的分度值为0.1cm=1mm （2）钢丝绕圈的总长度为L=15cm-10cm=5cm 钢丝绕的匝数为50圈，则钢丝的直径 d== =0.1cm=1mm=0.001m 当线圈与线圈间没有紧密靠拢时，将会导致L变大，因为n不变，所以d变大。 1 1 偏大 长度 0.001 提升训练 6．如图中测量物体长度的做法错误的是（　　） D　 A．测量物体长度时，读数时视线应垂直于刻度尺。故A正确； B．图中是用累积法测铜丝直径，能够减小误差。故B正确； C．利用三角尺测量硬币的直径，两个三角尺与刻度尺的刻线对齐，两刻度差就是硬币的直径。故C正确； D．乒乓球的下端没有对齐0刻线，不能测乒乓球的直径。故D错误。 所以选D. A. 测物体的长 B. 测铜丝直径 C. 测硬币直径 D. 测乒乓球直径 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $$