第2节 科学测量 第1课时（培优教学课件）科学浙教版2024七年级上册

第一章 探索自然的科学 七年级上册•浙教版 第2节 科学测量(1) 在观察实验和日常生活中，少不了比较距离的远近、物体的轻重、时间的长短、温度的高低…… 靠我们的感觉器官去判断，很难精确，而且有时会出错，所以要做出准确的判断，得到精确的数据，就必须采取一定的方法进行测量。 导入新课 浙江天目山国家级自然保护区享有 “大树王国” 之美誉，需要 3 人以上合抱的大树就有 400 余棵，其中最大的一棵需要 8 人才能将其合抱。这棵 “大树王” 的直径到底是多少？如何准确地测量它的周长？ 科学观念 1.理解长度和体积的物理概念，知道长度的国际单位是米及其换算关系。 2.认识测量工具（刻度尺、量筒、量杯）的用途和量程、分度值等参数，能正确描述测量工具的使用原理。 科学思维 理解测量的本质是 “将待测物理量与标准量比较”，能分析直接测量与间接测量的区别。 掌握误差与错误的概念，能区分两者的成因 探究实践 能独立完成长度（如教科书长宽、小石块直径）和体积（如液体、不规则固体）的测量实验，规范操作步骤（选量程、调零、读数、记录）。 态度责任 认识到统一测量单位（国际单位制）的重要性，体会科学测量的规范性和严谨性。 关注测量在生活中的应用，体会科学与实际的联系。 学习目标 重点难点 重点 长度和体积的单位换算 测量工具的正确使用 特殊测量方法的应用 难点 测量中的估读与误差分析 特殊测量方法的设计与选择 实验数据的处理与误差控制 1. 长度测量 2. 体积测量 3. 课堂总结 4. 练习与应用 5. 提升训练 学习内容 一、长度测量 第2节 科学测量(1) A C B D 6 比较帽檐直径AB和帽子高度CD哪个比较长？ 先目测,再用刻度尺测量,通过测量我们会发现仅凭感觉判断一个物体的大小、长短，有时并不准确,所以要对物体的某些情况进行定量的描述，必须用仪器来测量。 一、长度测量 探究实验 A C B D 立定跳远 7 什么是测量？ 测量是一个把待测的量与公认的标准量进行比较的过程。 一、长度测量 立定跳远 8 在国际单位制中，长度的基本单位是米，米的符号是m。 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)和纳米(nm)等。 这些单位之间的关系是: 1km =1000m 1m=10dm=100cm=1000mm 1mm =1000µm 1µm = 1000nm 光年 在一年内通过的距离叫做光年。 1光年=3✕108m/s ✕365 ✕24 ✕3600s=9.46 ✕1015m 一、长度测量 长度的单位 1纳米相当于一根头发丝直径的六万分之一 高速公路的长度 课桌的高度 玻璃的厚度 9 在测量图中的各物体时，应该分别用什么长度单位? 一、长度测量 高速公路的长度 思考与讨论 千米 米 课桌的高度 玻璃的厚度 毫米 10 一、长度测量 长度单位的换算 = ✕ = 0.2564 m 25.64 cm 25.64 m 数值不变 原单位 原单位与目标单位之间的进率 目标单位 同理，0.2564m=0.2564 ✕ 100cm=25.64cm 11 单位的重要性 测量某个科学量时用来进行比较的标准量叫作单位(unit)。长期以来，世界上不同地区(甚至同一地区的不同年代)选定的测量标准备不相同。 全球单位统一 目前，世界上大多数国家和地区已经采用国际单位制，我国的法定计量单位也是以国际单位制为基础的。 一、长度测量 扩展：国际单位制 (SI) 统一的标准 人们逐渐认识到，确定测量标准时，应当选取自然界中比较稳定、世界各国都能接受的事物作为标准。基于这种认识，国际计量大会制定了一套国际统一的单位制，叫作国际单位制(International System of Units，简称SI，推荐各国使用。 12 观察刻度尺，这把刻度尺的零刻度线在哪里?量程(测量范围)是多少?分度值 (相邻两刻度线之间的长度)是多少? 一、长度测量 探究活动 零刻度线 单位cm 量程0-20cm 最小刻度1mm 零刻度线:测量范围的起点 最小刻度(分度值):每一小格表示的量 量程(测量范围):刻度尺一次能测出的最大长度 单位:就是该刻度尺标注的单位 13 选择合适的刻度尺，测量科学教科书的长和宽。 (1)将刻度尺上有刻度的 一边紧贴教科书的长边，刻度尺上的零刻度线与教科书的长边一端对齐。读数时， 视线应与刻度尺面垂直。 (2)重复步骤(1)，测量教科书的宽。 (3)测得科学教科书的长是 , 宽是 。 一、长度测量 探索活动 14 如果科学教科书的宽度在18.4cm和18.5cm之间，应该怎样读数? 有时，物体的长度不一定是毫米的整数，用分度值为毫米的刻度尺测量物体长度时，往往要在毫米以下估读一位，如某本科学教科书的宽度是18. 46cm或184.6mm。刻度尺的分度值决定了测量的精确程度 一、长度测量 15 刻度尺的分度值决定了测量的精确程度 一、长度测量 3.3 0 cm 3 .3 cm 准确值 估读值 单位 准确值 估读值 单位 16 1.选（1）选量程（2）选分度值 2.放（1）刻度尺的零刻度线对准被测物体的一端，并与所测物体平行，不可倾斜 （2）刻度尺较厚时，刻度线应紧靠被测量物体（垂直于被测物体） （3）零刻度线磨损时，应以某一刻度线为零点，读书时用物体另一边对准的刻度值减去零点出的数字 3.看 读数时，视线要正对刻度线，即视线与尺面垂直，不能斜视 4.读 要区分大格小格的数目，要估读 5.记 记录的数值=准确值+估读值+单位（例如:10.78cm） 一、长度测量 刻度尺的使用 17 一、长度测量 刻度尺的使用 18 一、长度测量 误差和错误的区别 误差 错误 原因 在正确操作的前提下,所测得的数值和真实值之间的差异。最常见的如测量工具不够精确、测量方法不够完善、人的眼睛不能估读得非常准确等，所以存在误差是不可避免的。 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造成的 关系 误差与错误不同，错误可以避免,而误差不可避免，只能减小。 减小误差的方法 ①选用更加精密的测量仪器;②改进测量方法;③多次测量求平均值。多次测量求平均值是我们做实验时减小误差采用的主要方法。多次测量求平均值时应注意先将测量数据中的错误数据去掉,剩余的数据再求平均值,且求的结果保留有效数字的位数应与测量值保持一致，并不是保留的位数越多越精确 19 1.你能用普通的刻度尺测量科学教科书中一张的厚度吗? 我们可以先用普通的刻度尺去测 50 张同样的纸的厚度,然后用这个数值除以50，即得出一张纸的厚度。 一、长度测量 思考与讨论 20 一、长度测量 思考与讨论 2. 你能用自行车当里程表测量你家到学校的路程吗?试说出具体方法。 先用卷尺测出自行车轮子的周长L,沿所测路程推行，记下轮子滚动的圈数n,然后用轮子的周长L乘以滚过的数n，即可算出所经过的路程d=nL。 把某些难以用常规仪器直接测量的微小量积累起来，将小量变成较大量的测量方法，不仅能使测量过程变得很容易，而且能提高测量的精度。这种方法叫累积法。 21 化直为曲法 用已知周长的滚轮测量操场的长度，长度为滚轮周长×圈数 累积法 n张相同厚度的纸张叠加，单张厚度=累积长度÷纸张数量 一、长度测量 长度测量的特殊方法 化曲为直法 用绳子围绕不易拉伸的曲面，然后测量绳子拉直的长度 平移法 测量硬币、 小球等的直径 22 一、长度测量 长度的特殊测量方法 雷达 声呐 激光 23 一、长度测量 长度的特殊测量方法 24 【例题一】自古台湾就是我国的领土，要测量台湾地图上海岸线的长度，你认为最佳的方法是（　　） A．用卷尺量，沿海岸线慢慢移动，读出数值 B．用平直的刻度尺沿海岸线慢慢移动，读出数值 C．用橡皮条与海岸线重合，拉直后测出橡皮条的长度 D．用无弹性的细丝线与海岸线重合，拉直后测出细丝线的长度 D 一、长度测量 【解析】 【分析】台湾省包括台湾岛，以及附近的澎湖列岛、钓鱼岛等许多小岛。台湾岛北临东海，东临太平洋，南临南海，西隔台湾海峡与福建省相望。台湾地形以山地为主，平原主要分布在台湾岛的西部。 【解答】台湾省包括台湾岛，以及附近的澎湖列岛、钓鱼岛等许多小岛。台湾岛海岸线曲折，要测量台湾地图上海岸线的长度，最佳的方法是用无弹性的细丝线与海岸线重合，拉直后测出细丝线的长度。 故选：D。 一、长度测量 化曲为直法 二、体积测量 第2节 科学测量(1) 27 二、体积测量 体积(volume)是物体占有空间的大小，容积是能容纳物体的体积。在日常生活中，我们常常需要测量物体的体积，例如，一瓶牛奶有多少毫升? 一间教室有多大空间? 28 固体体积的常用单位：立方米（m3) 、立方分米（dm3)、立方厘米（cm3) 液体体积的常用单位：升（L)、毫升（mL) 单位换算： 1m3=103 dm3=106 cm3 1L=1000mL 1m3=1000L 1 dm3 =1L 1cm3 =1mL 体积的单位 二、体积测量 29 体积的测量工具 量筒 上下粗细均匀，刻度均匀，更加精确 量杯 上粗下细，刻度上密下疏，不精确 二、体积测量 30 量筒的使用 二看 一看量筒的量程；二看量筒的最小刻度 五对 选对：选择合适的量程和最小刻度 放对：测量液体体积时，量筒应放在水平桌面上 注对：注入液体时，左手拿量筒，略倾斜，右手拿试剂瓶，瓶口紧挨量筒口，试剂瓶标签朝向手心，让液体沿量筒壁缓慢注入，待到离所需刻度线1-2cm时，量筒置于水平桌面，改用胶头滴管滴加到刻度线处 看对：读数时，视线应与量筒内液体凹液面的最低处或凸液面的最高处保持水平。仰视读数偏小，俯视读数偏大 记对：记录读数，并标注所用单位 二、体积测量 31 量筒的使用 口诀：“羊”小“虎”大 二、体积测量 32 固体体积测量 只要用刻度尺测量它的长、宽和高，把测得的数据代入相应的公式，便可计算出它的体积。 体积(V) = 长 × 宽 × 高 二、体积测量 33 如果遇到形状不规则的物体，如何简便、准确地测量它的体积呢? 固体体积测量 把小石块浸没在水中，水位上升了。 你知道量筒读数的变化与该石块的体积有什么关系吗? 二、体积测量 34 1.观察量筒、量杯的量程和分度值，填入表中。 2.用烧杯将适量的水(能浸没小石块，且小石块和水的体积之和不超过量筒的量程)倒入量筒内，读出水的体积V1，填入表中。 固体体积测量 固体不应吸水，不溶于水 二、体积测量 35 3.将小石块用细线拴住，缓缓放入量筒内的水中。当小石块沉到筒底，并被水完全浸没时，读出此时水面所对应的刻度值V2，填入表中。(想一想:此时测得的V2是什么?)。 4.计算待测小石块的体积，填入表中。 5.取出小石块放回原处，把量筒内的水倒回烧杯中，整理好仪器。 固体体积测量 固体不应吸水，不溶于水 二、体积测量 36 固体体积测量 小石块的体积=V2-V1 仪器 量程 分度值 量筒 量杯 V1（mL） V2（mL） 小石块的体积（cm3） 二、体积测量 37 如果遇到形状不规则的物体，如何简便、准确地测量它的体积呢? 固体体积测量 把小石块浸没在水中，水位上升了。 你知道量筒读数的变化与该石块的体积有什么关系吗? 二、体积测量 38 实验中测出的塑料盒体积是 。从这种测 量方法中得到的启示是? “沉坠法”测体积 1.对于漂浮在液面上的物体可以用沉坠法来测量物体体积 2.沉坠法不需要测水的体积、塑料盒漂浮在水面上的体积 V2 V1 塑料盒的体积=V2-V1 6cm3 二、体积测量 39 1.在量筒内倒入适量的水,读出体积V1,如图甲所示; 2.用一细长针刺入被测固体并用力将其压入量筒内的水中,使其浸没读出此时的体积V2，如图乙所示; 3.被测固体的体积V=V2-V1 “针压法”侧体积 二、体积测量 乙 甲 V1 V2 40 测出一个方格的边长，计算出面积 在方格纸上画出树叶边缘的轮廓，数一数树叶占有多少个方格， 凡大于或等于半个格的算一个格，小于半个格的舍去 最后再用方格数乘一个方格的面积即树叶的面积 面积的测量——割补法 试测算图中树叶的面积(1个小方格代表1个单位面积) 二、体积测量 41 【例题二】在量筒中注入适量的水，读出水面所对应的刻度值V1如图①所示；将铁块放入量筒中水面所对应的刻度值V2如图②所示；取出铁块，再将物块轻轻地放入水中，静止时如图③所示，水面所对应的刻度值为V3；将铁块和物块系在一起放入量筒中如图④所示，水面所对应的刻度值为V4。则物块的体积V的大小应该是（　　） A．V₂−V₁ B．V₃−V₁ C．V₄−V₂ D．V₄−V₃ C 二、体积测量 【解析】 【分析】本题考查使用量筒测量形状不规则固体体积的方法。对于密度大于水的固体而言使用方法一：先读出量筒中液体体积V1，然后将固体完全浸入水中，再读出量筒中水和固体的总体积V2，最后用总体积V2-V1得到固体体积V。对于密度小于水的密度的固体而言，由于它会漂浮在水面上无法下沉，我们要用到方法二，这种方法也叫“助沉法”。方法二：第一步先将密度大物体（如铁块）与待测物体用细线相连接，然后先将密度大的物体放入液体中读出体积V1，接下来将待测固体也放入液体中（保证两个物体完全浸没），读出此时体积V2，V2-V1即为待测固体体积。 【解答】利用助沉法测量形状不规则固体的体积首先测出水与助沉的铁块的总体积，即为图②中量筒中水和铁块总体积V2；接下来将待测物体及助沉的铁块一起浸没水中如图④所示，读出总体积V4，则待测物体体积为V4-V2。故选：C。 二、体积测量 助沉法 43 三、课堂总结 第2节 科学测量(1) 三、课堂总结 第2节 科学测量(1) 四、练习与应用 （2024秋·金华期末）下列单位换算过程正确的是（ ） A．2.8升=2.8升×1000毫升=2800毫升 B．1.3m³=1.3m²×10000=13000cm² C．2.4米=2.4×1000=2400毫米 D．2.5m³=2.5×1000000cm³=2500000cm³ D 四、练习与应用 【解析】 A、“2.8升×1000毫升”得到的单位不存在，应为2.8升=2.8×1000毫升=2800毫升，故A不正确； B、1.3m3是体积，13000cm2是面积，二者不能换算，故B不正确； C、换算过程缺少单位，应为2.4米=2.4×1000毫米=2400毫米，故C不正确； D、2.5m3=2.5×1000000cm3=2500000cm3进率及过程正确，故D正确。故选：D。 2. 小缙打算制作一套家用桌凳，为得到圆柱形桌腿直径，小缙用组合法进行了三次测量，由图可得该桌腿的直径是（　　） A．5.20cm B．5.21cm C．5.22cm D．5.23cm C 四、练习与应用 【解析】 为减小长度测量的误差，通常采用的方法是多次测量求平均值并保留到分度值的下一位，故圆柱形桌腿的直径是 L==5.22cm=52.2mm，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 3. 某同学在用量筒取液体时，先用仰视读得液体体积为43毫升，倒出一部分液体后，再用俯视读得液体体积为15毫升，则倒出的液体体积是（　　） A．大于28mL B．小于28mL C．等于28mL D．无法判断 A 四、练习与应用 【解析】 某同学用仰视的方法读得量筒内液体的体积为43毫升，其读数会比实际偏小，那么实际体积应大于43mL； 倒出一部分液体后，再用俯视方法读得量筒内剩余液体体积为15毫升，其读数会比实际偏大，那么实际体积应小于15mL；则该学生实际倒出的液体体积大于43mL-15mL=28mL。故选：A。 “羊(仰)”小“虎(俯)”大 4. 塑料盒不能沉入水中。为了测量它的体积，某同学采用了如图所示的方法（绳子体积忽略不计），下列说法正确的是（　　） A．塑料盒的体积是2cm3 B．没有步骤A和C也能测出塑料盒体积 C．根据C和D可以测出塑料盒的体积 D．塑料盒浸没深度的大小对测量结果有影响 C 四、练习与应用 【解析】 【分析】因为塑料盒的密度小于水的密度，可用悬重法测出塑料盒的体积，即在塑料盒下方系一物体将塑料盒坠入水中。 【解答】解：ABC．悬重法测塑料盒的体积，具体做法是：在量筒中倒入适量水，并将金属环浸没在水中，读出图C水面的刻度V1，再用金属环将塑料盒坠入水中，读出图D水面的刻度V2，则塑料盒的体积V=V2-V1=61cm3-55cm3=6cm3，AB错误，不符合题意，C正确，符合题意； D．只要塑料盒浸没就可以测量，塑料盒浸没深度的大小对测量结果无影响，故D错误，不符合题意。故选：C。 四、练习与应用 51 5. 小丽同学为测量小石块体积，先在量筒里注入适量的水，记下水的体积V1，然后轻轻放入石块，使量筒里的水完全浸没石块，记下此时水及石块的体积V2，计算石块的体积为V2-V1。实验后跟同学对测量结果进行了讨论，以下操作属于导致小丽同学测量结果偏小的是（　　） A．注入一定量水后仰视读数，其余读数正确 B．待小石块浸没后俯视读数，其余读数正确 C．在浸入小石块时有水滴溅出，读数均正确 D．捆绑小石块的绳太粗，操作和读数均正确 C 四、练习与应用 【解析】 【分析】A、注入一定量水后仰视读数，其余读数正确，仰视读数是偏小的，所以会导致实际在量筒里注入适量的水的体积大于V1，所以测量的结果石块的体积为V2-V1其实是偏大的；故A错误； B、待小石块浸没后俯视读数，其余读数正确，俯视读数会导致读数偏大，所以实际水和石头的总体积V2是偏小的，所以用该数据测量的结果石块的体积为V2-V1也是偏大的，故B错误； C、在浸入小石块时有水滴溅出，读数均正确，所以读数V2是比真实值偏小的，所以V2-V1的读数叶偏小，测量结果偏小，故C正确； D、捆绑小石块的绳太粗，操作和读数均正确，会导致V2偏大，所以计算石块的体积为V2-V1的数值也会偏大，故D错误；故答案为：C。 四、练习与应用 53 第2节 科学测量(1) 五、提升训练 1. 如图所示，小明利用两个形状不同的玻璃杯甲和乙，制成了测量液体体积的工具，每隔10mL标注了一个刻度线，甲杯最多能装水100mL，乙杯最多能装水200mL，则（　　） A．甲杯量程大，刻度均匀 B．甲杯量程小，刻度不均匀 C．乙杯量程小，刻度均匀 D．乙杯量程大，刻度不均匀 D 五、提升训练 【解析】 【分析】根据玻璃杯形状进行分析。 【解答】解：每隔10mL标注了一个刻度线，甲杯最多能装水100mL，乙杯最多能装水200mL，所以乙的量程大，但乙杯下小上大，则乙的刻度不均匀。 故选：D。 五、提升训练 56 2. 小科家里装修，所用墙纸的规格是“0.70m×10.5m（宽×长），厚度为0.63mm“，他想测量一下墙纸厚度是否属实，实验步骤如下： A.用刻度尺测出一张废弃的墙纸长度为L1； B.把纸紧密地环绕在圆柱形玻璃管上，数出圈数为n圈； C.用刻度尺测出玻璃管的直径为D1； D.用刻度尺测出圆环的直径为D2。 （1）以上实验步骤中，没有必要的是 （用字母代号表示）。 （2）根据小科的测量，墙纸厚度的表达式为 。 A 五、提升训练 【解析】 【分析】 （1）在测量中，遇到比较小的物理量无法直接测量的话，就要积少成多法。 （2）用圆环的直径D2减去铅笔的直径D1除去2n就是墙纸的厚度； 【解答】 （1）正确测量一张墙纸的方法：找一支圆铅笔，把纸紧密地环绕在圆柱形铅笔上，数出圈数为n圈，用刻度尺测出铅笔的直径为D1，用刻度尺测出圆环的直径为D2，所以没有必要的步骤为A； （2）用圆环的直径D2减去铅笔的直径D1除去2n就是墙纸的厚度， 所以墙纸的厚度的表达式：h = 。 五、提升训练 58 3. 小安把同一金属块分别放入装有一定量水的甲量筒和乙量筒中（如图），量筒示数和液面高度变化量随金属块浸入体积的变化正确的是（　　） C 五、提升训练 A B C D 【解析】 【分析】排水法：用水间接测量固体体积的方法，就是排水法。即用体积相等的液体去代替固体，从而测量出该固体的体积。 【解答】解：把同一金属块分别放入装有一定量水的甲量筒和乙量筒中（如图），物体浸入的体积相同时，量筒示数相同，但甲的横截面积小，上升的多，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 五、提升训练 60 4. 如图甲所示，被测物体的长度是 厘米；由图乙中的四次测量数据可知，该塑料盒的体积为 厘米3。 9.60 五、提升训练 6 【解析】 【分析】（1）使用刻度尺时，先观察量程、分度值、单位，再观看物体是否从0刻度线开始测量，读数时估读到分度值的下一位； （2）利用体积差值法求塑料盒的体积。 【解答】解：（1）由图可知刻度尺的分度值是0.1cm,物体从0刻度线开始到9.60cm测量结束，故物体的读数是9.60cm； （2）由题意可知，塑料盒的体积等于塑料盒加金属环加水的体积减去金属环加水的体积，即V=60mL-54mL=6mL=6cm3。 故答案为：9.60；6。 五、提升训练 62 5. 某注射用蒸馏水瓶，按图甲放置测得底面直径为D，液面高度为H1；按图乙放置，测得空间的高度为H2。若瓶子厚度不计，那么该瓶的容积为多大（　　） A．DH1H2 B．D2（H1+H2） D 五、提升训练 【解析】 图甲放置测得底面直径为D，底面积：S=()2 水的体积为V水 = SH1 = ()2 H1 根据图乙可知，瓶中水面上方空出部分的体积： V’ = SH2 = ()2 H2 水瓶的容积：V总 = V水 + V’ = SH1 = ()2 H1 + ()2 H2 。 故选D。 五、提升训练 64 Lavf56.40.101 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$