第1节 长度和时间的测量（培优教学课件）物理人教版2024八年级上册

第一章 机械运动 八年级上册•人教版2024 第1节 长度和时间的测量 我们所生活的世界，是一个运动的世界。芦苇随风摇曳，水面微微泛起涟漪，一群飞鸟展翅翱翔… 地面上的人们看到鸟群飞得很快。鸟群中的飞鸟看自己的伙伴也飞得这样快吗?人们是怎样描述物体的运动、如何测定物体的速度的?就让我们从简单的运动开始，共同认识这个运动的世界吧! 导入新课 生活中我们常通过眼睛直接判断物体的长短。图中的两根小棒哪个较长？先看看，再用尺子量一量。我们的感觉总是可靠的吗？ 在生产生活和科学研究中，经常要比较距离的远近、时间的长短、温度的高低……人们常常用自己的感觉器官去感知外界的情况。但是，仅凭感觉去判断，不一定正确，更谈不上准确。 为了正确地认识周围的世界，准确地把握事物的特点，人们发明了许多仪器和工具。这些仪器和工具能够帮助我们进行准确的测量。尺、钟表、温度计等,都是我们熟悉的测量仪器或工具。 物理观念 知道长度和时间的单位及换算，知道估测长度和时间，知道使用工具测量长度和时间 科学思维 会利用自身尺度或生活经验估测长度、时间。 科学探究 练习使用刻度尺和停表测量长度和时间 科学态度 与责任 了解我国古代测量长度和时间的工具，体会古人解决问题的智慧。 学习目标 重点难点 重点 1. 长度、时间的单位及换算。 2. 会使用刻度尺测量长度、使用停表测量时间。 3.知道误差如何产生及减小误差的方法。 难点 刻度尺的读数、利用特殊方法测量长度 1. 长度的单位 2. 长度的测量 3. 时间的测量 4. 误差 5. 课堂小结 6. 练习与应用 7. 提升训练 学习内容 一、长度的单位 第1节 长度和时间的测量 1. 国际单位制 （1）物理量 长度、时间等可定性或定量描述的属性称为物理量。 （2）物理量的单位 测量物理量的过程实际上是比较的过程，就是将一个待测的物理量与一个公认的标准量进行比较，这个标准量就是单位。 一、长度的单位 一、长度的单位 （3）国际单位制 长期以来，世界上不同地区(甚至同一地区的不同年代)选定的测量标准各不相同。同一个物体的长度用不同的单位来表示，国际交流就会很不方便。为此，国际计量组织制定了一套国际统一的单位，称之为国际单位制(SI)，推荐各国使用。我国的法定计量单位也是以国际单位制为基础制定的。 一、长度的单位 2. 长度的单位 （1）单位：长度的基本单位是米，符号是m。 成年人走两步的距离大约是1.5m 课桌的高度大约是0.75 m 一、长度的单位 （2）长度的常用单位 比米大的单位有千米(km)，比米小的单位有分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)等。 （3）它们同米的关系 1km=1000 m=103m 1dm=0.1 m=10-1m 1cm=0.01m=10-2m 1mm=0.001m=10-3m 1μm=0.000 001m=10-6m 1nm=0.000 000 001m=10-9m 一、长度的单位 （2）单位换算技巧及格式 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。 【例题1】下列单位换算关系式中，正确的是（　　） A．3.75m=375m×103=3750mm B．45.0mm=450×0.001=0.45m C．6.84×107nm=6.84×107×10-6cm=68.4cm D．8524km=8524×105cm=8.524×108cm 一、长度的单位 【解析】 进行单位换算时，注意数字保持不变，然后乘原单位与日标单位之间的进率，最后用科学记数法表示结果。具体过程分析如下: 8524km=8524×105cm=8.524×108cm 数字不变 单位换算：1km=105cm 故选D D 二、长度的测量 第1节 长度和时间的测量 二、长度的测量 1. 长度的测量 （1）测量工具 测量长度最常用的基本工具是刻度尺。例如，卷尺、直尺、三角尺等。 卷尺 三角尺 直尺 二、长度的测量 （2）认识刻度尺 ①零刻度线：刻度尺的起始刻度线。 ②测量范围(量程)：是测量范围上限和下限的差, ③分度值：相邻两刻度线之间的长度，它决定测量的精确程度。 不同的刻度尺测量范围与分度值可能不同。 二、长度的测量 2. 刻度尺的使用 （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。 二、长度的测量 （3）会看：读数时，视线应该垂直于被测物体及刻度尺。 （4）会读：读数时，除读出分度值以上的准确值外，还要估读出分度值的下一位数值(估读值)。 （5）会记：记录的测量结果应由精数值、估读数值和单位组成。 ×偏小 √ 0 cm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ×偏大 铅笔长度为_________ 5.74cm 准确值为_________ 估读值为_________ 5.7cm 0.04cm 二、长度的测量 【例题2】如图所示是使用刻度尺测量物体长度的情景，刻度尺的分度值为 ，该次测量的读数为 cm。 【解析】 [1]如图刻度尺一大格表示1cm，一大格分为10小格，则一小格表示0.1cm，即分度值为0.1cm。 [2]左端在2.00cm处，右端在5.50cm处，所以物体长度为 L=5.50cm-2.00cm=3.50cm 0.1cm 3.50 二、长度的测量 3. 长度的估测 （1）利用人体的“尺”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。 二、长度的测量 （2）一些常见物体的长度 ①中学生的平均身高约170cm； ②课桌的高度约80cm； ③物理课本的长度约26cm，宽度约18cm； ④一支新铅笔的长度约18cm； ⑤教室的高度约3m，长度约10m，教室门的高度约2m； ⑥成年人正常的步幅约0.65m； 二、长度的测量 4. 长度测量的特殊方法 （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。 二、长度的测量 （2）平移法 借助于一些简单的辅助器材(如三角板、刻度尺)把不可直接测量的长度“平移”到刻度尺上，从而可直接测出该长度。如测小球、硬币、圆柱形物体的直径，测量人的身高等。 二、长度的测量 （3）化曲为直法 借助于一些辅助器材(如不易拉长的细软线)把不能直接测量的曲线变为直线，再用刻度尺测量。如测量图示曲线的长度时，可以小心地让细线与曲线重合，在细线上标记出起点和终点，再将细线拉直，用刻度尺直接测量起点到终点的距离。 二、长度的测量 （4）滚轮法 当所测曲线长度较大，如测量跑道的长度，可用已知周长的滚轮，沿着跑道滚动，用滚轮周长乘以滚动周数即可计算出跑道的长度。已知滚轮周长C，滚过较长的被测直线或曲线，记录圈数n，则被测物总长L=nC 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3】测量细铜丝的直径：如图甲所示，小明把细铜丝紧密排绕在铅笔上，共缠绕了25圈，他测得细铜丝的直径D= mm；如图乙所示，小丽将细铜丝紧密排绕在粗细不均匀的筷子上，她测细铜丝直径方法是 （正确/错误）的。 【解析】 [1]线圈左侧与10.00cm对齐，右侧与15.00cm对齐L=15.00cm﹣10.00cm=5.00cm，共25圈，则细铜丝的直径为 [2]虽然将细铜丝紧密排绕在粗细不均匀的筷子上，但是测量的长度还是25个细铜丝组成的，故小丽测细铜丝直径的方法是正确的。 2 正确 三、时间的测量 第1节 长度和时间的测量 三、时间的测量 1.时间的单位 （1）国际单位制中：时间的基本单位是秒，符号是s。 （2）常用单位：小时(h)、分(min)、毫秒（ms）等。 （3）单位换算：1h=60min 1min=60s 1s=1000ms 时 分 秒 60 60 毫秒 1000 三、时间的测量 2.测量时间的工具 （1）古代测量工具 在古代，人们用日晷、沙漏、刻漏等计时仪器来测量时间。 日晷 沙漏 刻漏 三、时间的测量 （2）现代测量工具 在现代生活中，我们通常使用钟、表来测量时间；在运动场和实验室，经常用秒表来测量时间。随着科学技术的发展，人们还制造出了更精确的计时仪器，如铯原子钟。 石英钟 机械秒表 电子手表 手机秒表 三、时间的测量 3.机械秒表的使用 （1）机械秒表 一按：实验开始，需要计时时，用大拇指迅速按下启动暂停键，指针转动，开始计时。 二停：当需要停止计时时，再迅速按一下同一按钮，指针停止走动，停止计时。 三读：停止计时后，先读出小表盘指针指示的“分”，再读出大表盘指针指示的“秒”，将两个时间相加即是所测的时间间隔, 四归零：测量结束后，按一下复位键将指针归零后存放入盒中。 开始/暂停键 复位键 表盘 秒针 分针 三、时间的测量 （2）机械秒表的读数 示数=小盘读数(min)+大盘读数(s) ①先读小表盘，小表盘一整圈是15min，一大格是1min。如图读作9min。 ②再读大表盘，大表盘一整圈是30s，一大格是1s。分针前半读0~30s，分针后半读30~60s。如图为38.4s。 ③两个读数相加。9min38.4s。 0 31 2 33 4 35 6 37 8 39 41 10 43 12 14 45 16 47 18 49 20 51 22 53 24 26 55 57 28 59 0 1 2 6 7 8 9 10 11 3 4 5 12 13 14 三、时间的测量 【例题4】清晨，小明同学绕小区花园步行来锻炼身体，用如题图所示的秒表测量了他步行一圈的时间，为 s。 【解析】 小表盘上，指针在“4”和“5”之间，偏向“5”，所以分针指示的时间为4min；在秒表的大表盘上，1s之间有10个小格，所以一个小格代表0.1s，秒表上的读数应读大数，指针在41.9s处，所以秒针指示的时间为41.9s，即秒表的读数为 t=4min+41.9s=281.9s。 281.9 四、误差 第1节 长度和时间的测量 1.定义：测量的数值和真实值之间总会有差别,这就是误差。 2.误差的来源：测量工具、测量方法、测量者。 （1）仪器本身不准确; （2）环境温度、湿度变化； （3）测量时，估读不可能非常准确。 3.减小误差的办法 （1）多次测量取平均值 （2）使用精密的测量工具: （3）改进测量方法。 四、误差 4.误差与错误 四、误差 误差 不可能避免 只能减小 ≠ 错误 不应该发生的 可以避免 由测量工具、测量方法的限制、测量人估读值不同而引起的 在测量时不遵守测量仪器的使用规则或读数不正确造成的 三、时间的测量 【例题5】用刻度尺测量物体的长度需要多次测量，多次测量的目的是 。有四名同学先后对同一物体进行四次精确测量，记录结果如下:14.72cm，14.71cm、14.82cm、14.73cm，其中记录结果错误的是 cm，物体的长度应为 cm。 【解析】 [1]用刻度尺测量物体长度时要估读到分度值的下一位，有时估读偏大，有时估读偏小，用刻度尺测量物体的长度需要多次测量，多次测量的目的是为了减小由于估读带来的误差。 [2]分析数据可知，14.82cm与其它数据相差过大，是错误数据，应该剔除。 [3]物体的长度应为 减小误差 14.82 14.72 五、课堂总结 第1节 长度和时间的测量 长度和时间的测量 时间的测量 长度的单位 ①国际单位：m。其他单位:km、dm、cm、mm、um、nm ②换算关系：1km=1000 m 1 m=10 dm=102cm=103mm=106um=109nm ①使用刻度尺前：看测量范围、分度值、零刻度线 ②正确使用刻度尺 ③长度测量的特殊方法：累积法、平移法、化曲为直法、滚轮法等 ①国际单位：s，其他单位：h、min ②换算关系：1h=60 min 1min=60 s ③机械秒表测量时间：示数=小盘读数(min)+大盘读数(s) ①定义：测量的数值和真实值之间总会有差别 ②来源：测量工具、环境因素、测量者 ③减小方法：多次测量取平均值、使用精密的测量工具、改进测量方法 长度的测量 四、课堂总结 误差 六、练习与应用 第1节 长度和时间的测量 1.请测量自己的身高和脚长，算一算你的身高是脚长的几倍。 【解析】 在通常情况下，脚长和身高有一定的关系，如果人体身高相对较高，对应的脚也比较长。人站立时身高是脚长的7倍左右。 五、练习与应用 2.如何测量硬币的直径和周长？你能想出多少种方法？请写出两种。 【解析】 (1)硬币的直径可用平移法测量(如图所示) (2)硬币的周长可用卷尺测量，也可用滚动法测量：将硬币滚动一周，用直尺测量滚动距离即为周长。 五、练习与应用 3. “一年之计在于春，一日之计在于晨”，其中“一年”等于多少小时?“一日”等于多少秒? 【解析】 一年365天，一天24小时，一小时3600秒，所以 一年=365×24小时=8760小时 一日=24×3600秒=86400秒 五、练习与应用 4. 在一条细长绳的一端系一个小铁块，就做成了一个摆。当摆动角度很小时，小铁块摆动一个来回所用的时间(摆的周期)是一定的。如何准确测量摆的周期?写出你的方法。请你尝试制作一个周期为1s的摆，并测量小铁块的中心到悬挂点的总长度。 【解析】当摆动角度很小时，摆的周期较短，但小铁块摆动一个来回所用的时间是不变的，为了减小时间的测量误差可以测出摆动20次所用的时间，然后除以20，就是摆的周期； 通过改变摆线的长度，直至用秒表测出摆动20次所用的时间为20s，则摆的周期为1s； 然后用刻度尺测量出从悬挂点到小铁块中心的距离。故答案为:测出摆摆动一个来回所用时间的方法是可以测出摆动20次所用的时间，然后除以20； 通过改变摆线的长度，直至用秒表测出摆动20次所用的时间为20s，则摆的周期为1s:然后用刻度尺测量出从悬挂点到小铁块中心的距离。 五、练习与应用 5. 某同学用刻度尺测量一支铅笔的长度，如图所示。请指出他的测量有哪些错误。如果改正了这些错误，是不是就没有误差了?为什么? 【解析】 测量的错误有：视线没有与刻度尺垂直；铅笔的左端没有与刻度尺的零刻度线对产。如果改正了这些错误，误差仍然存在；因为误差是不能避免。 五、练习与应用 七、提升训练 第1节 长度和时间的测量 1．如图所示，小明在安全黄线外等候地铁，请你估算安全黄线与安全屏蔽门之间的距离大约为（　　） A．60cm B．6mm C．0.06m D．60dm A 【解析】 成年人一步的长度约50cm，安全黄线与安全屏蔽门之间的距离比成年人的一步的长度略大，大约为60cm，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 六、提升训练 2. 关于误差，下列说法中正确的是（　　） A．误差只能减小而不能清除 B．选用精密的测量仪器可以消除误差 C．采用多次测量取平均值的方法可以消除误差 D．测量中的误差由错误造成因此是可以避免的 【解析】 误差是不可避免的，误差只能尽量减小，但无法消除；选用精密的测量仪器可以减小误差，但不能消除误差；测量中采用多次测量求平均值的方法，可以减小误差，但不能消除误差；误差是在测量过程中产生的测量值与真实值这间的差异，误差只能尽量减小，是不可以避免的。误差不是错误，不是由错误造成的。故选A。 六、提升训练 A 3. 如图，用两把刻度尺A和B测同一物体的长度，用B刻度尺测出物体的长度为 cm。用 （选填“A”或“B”）刻度尺测出的结果更精确。 3.3 【解析】 [1]B刻度尺的分度值是：0.5cm；测量时是从0.0cm开始测起的，末端刻度值为3.3cm，物体的长度为 3.3cm﹣0.0cm＝3.3cm [2]A刻度尺的分度值小，所以A刻度值测量比较准确。 六、提升训练 A 4. （1）用如图所示刻度尺测量物体的长度，刻度尺的分度值为 ，物体的长度是 cm； （2）小明用秒表测量同学跑800米所用时间如图所示，秒表显示的时间是 s； （3）小明用刻度尺测物理课本的长度，测出四次读数分别是26.03cm、26.01cm、26.00cm、26.02cm，该课本的长度应为 cm；多次测量的目的是 。 1mm 六、提升训练 4.00 282 26.02 求平均值减小误差 【解析】（1）[1]刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度为0.1cm，即此刻度尺的分度值为0.1cm或1mm； [2]物体左侧与零刻度线对齐，右侧与4cm刻度线对齐，所以物体的长度为4.00cm。 （2）[3]由图可知，在停表的小表盘上1min中间有两个小格，所以一个小格代表0.5min，指针在“4”和“5”之间，偏向“5”一侧，所以分针指示的时间为4min；在秒表的大表盘上1s之间有10个小格，所以一个小格代表0.1s，指针在42s处，所以秒针指示的时间为42s，即秒表的读数为4min42s=282s。 （3）[4][5]为了减小测量误差，常用的方法是多次测量求平均值；小明用刻度尺测物理课本的长度，测出四次读数分别是26.03cm、26.01cm、26.00cm、26.02cm，该课本的长度应为。 六、提升训练 5. 要求测出粗细均匀的铜丝直径，下列为测量铜线直径的实验步骤： A．求出铜线的直径 B．将钢线在铅笔上紧密地排绕成一个线圈，共n圈 C．测出线圈的总长度s （1）试把上述步骤，按实验的操作顺序排列： ； （2）细铜丝直径的数学表达式为D= （用s和n表示）； （3）如果线绕得太松，会造成测量值偏 ，如果在数匝数时少数了一匝，则测出的结果会偏 ； （4）如图所示，小刚同学设计的用来测量细铜丝直径的方法，他把一根细铜丝紧密的排绕在铅笔杆上，一共绕了32匝。请你帮他读出其长度为 cm，铜丝的直径为 cm； 六、提升训练 BCA 大 大 5.00 0.16 【解析】 （1）[1]本题利用累积法测量铜丝的直径，先将钢线在铅笔上紧密地排绕成一个线圈，共n圈，测出线圈的总长度s，则每根铜丝的直径就等于总长度除以线圈的圈数。故顺序为BCA。 （2）[2]用总长度除以圈数就是细铜丝的直径，即细铜丝的直径为 （3）[3[4]]如果线绕得太松，会导致两根相邻的线圈之间有缝隙，导致所测的总长度偏大，可得此时测出的直径也偏大；如果少数了一圈，会导致圈数偏小，则由可知此时测出的直径将偏大。 （4）[5][6]图中1cm的长度分成了10个小格，则其分度值为1mm，图示物体的长度是 15.00cm−10.00cm=5.00cm 其圈数为32圈。则铜线的直径为 六、提升训练 （5）小刚想多锻炼自己的实验能力，他将纸带紧密地环绕在圆柱形铅笔上，D1为铅笔的直径，如图所示，纸带环绕了整整n圈，则纸带厚度的表达式是 （请用图中及题中所给的符号表示）。 六、提升训练 【解析】 [7]若单张纸带的厚度为L，则由图示中的距离关系可知 则单张纸带的厚度为 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf58.46.101 $$