内容正文:
第1讲 长度的测量
1
1.测量与测量的误差分析。
2.刻度尺的使用方法。
3.长度测量的特殊方法。
2
3
一、测量
1.测量是一个把待测的量与公认的标准量进行比较的过程,这类公
认的标准就是单位。
2.对于同一被测量,所选的单位不同,测量的数值就不同,因此在
测量的数值后面必须写明单位,没有单位的测量结果是没有意义的。
4
3.测量工具的选择依据:①不同的测量工具,其准确程度是不同的,
根据被测对象的要求选择合适的工具。测量工具的准确程度由分度值决
定,分度值越小越准确。②测量前先估测,根据估测值选择一定测量范
围的测量工具,以便于测量。
4.分度值(也称最小刻度):相邻两个刻度之间的距离。计算方法:
将相邻两个标有刻度值的刻度相减,再除以它们之间间隔的刻度格数。
5.测量误差是不可避免的,在长度的测量中,减小误差的方法有:
①多次测量取平均值;②采用分度值小的刻度尺。
5
二、长度的测量
1.测量长度常用的工具为刻度尺,如卷尺、三角尺、直尺等。
2.在国际单位制中,长度的基本单位是米 ,其他单位有千米
、分米、厘米、毫米、微米)( 直径的
单位)、纳米 等,这些单位之间的关系是:
。
单位换算过程,例如: 。
6
3.刻度尺的正确使用方法。
(1)使用前,弄清楚它的零刻度线的位置、量程和分度值。被测
物体的长度不能超过刻度尺一次所能测量的最大长度,即最大刻度值,
一把刻度尺所能达到的精确程度取决于其分度值。
(2)使用时,放正确:零刻度线对准(对齐)被测物体的一端,
并紧贴(紧靠)被测物体(若零刻度线已磨损,则应另选一刻度线为测
量起点)。
(3)看正确:视线与刻度尺的尺面垂直(正对)。
7
(4)读正确:先读准确值,再读一位估计值(估读值),即应估
读到分度值的下一位。例如:科学教科书的宽度是 ,其准确
值为,估计值为,所用刻度尺的分度值为 。
(5)记正确:数值后要写明单位。
难点解析:测量物体的长度时,会进行多次测量取平均值。首先要
去除错误的测量值(即与其他测量结果相差较大的测量值),再取剩余
测量值的平均值。平均值保留的位数应与测量值的位数相同,若除不尽
则四舍五入处理。
8
三、特殊的测量方法
测量长度的基本工具是刻度尺。刻度尺通常是直的,如果直接用来
测量某些特殊物体的长度,就会受到一定的限制。因此,人们常利用
“等效替代”的思想,用转换法间接地测量这些物体的长度。
1.累积法:利用积少成多、测多求少的方法来间接地测量。
2.化曲为直法:如测地图上的高速公路或铁路线的长度,可以将柔
软的、不可伸长的棉线与地图上的线重合,将棉线拉直后再测量,最后
按比例计算出其长度。
9
3.组合法:用直尺和三角尺测量物体的直径(如测量硬币的直径)。
4.滚轮法:测较长曲线的长度时,先测一个轮子的周长 ,再
使轮子沿着曲线从一端滚到另一端,记下轮子滚动的圈数,最后用轮子
的周长乘圈数计算出曲线的长度(如测量操场跑道的长度)。
10
知识点一:长度的测量
如图所示为小明用一把刻度尺测量一金属
片长度的情景,该刻度尺的分度值为_________
(或)
(也可)
_____________,金属片的长度为__________________________。小明
又用该刻度尺测量某物体的长度,四次测量的数据是
,则这个物体的长度为_________。
11
刻度尺的分度值是指刻度尺相邻两刻度线表示的长度;若
测量的起始刻度不是零刻度线,则被测物体的长度应为两端对应刻度读
数的差值。多次测量求平均值时,计算平均值前要先观察有无错误数据,
若有错误数据,则要把错误数据去掉,然后求剩余正确数据的平均值,
并且平均值的位数须与测量值相同。
12
[解析] 由图可知, 之间有10小格,故每小格是
;金属片的两端对应的刻度值分别为和 ,故金
属片的长度为 这个数据与其
他三个数据相差较大,所以 是错误的数据,应舍去,故这个物
体的长度为 。
13
测量物体的长度时,读数前一定要观察仪器的量程和分
度值,读数时需要进行估读。进行多次测量取平均值可减小测量误差,
注意在求平均值时,若有错误的数据,则需将其舍去。
14
采用如图所示的甲、乙两把刻度尺测量同一物块的长度,
下列说法中正确的是( )
D
A.采用甲刻度尺读数更精确
B.甲刻度尺的零刻度线没有对齐物块的一端,故该测量方法是错误的
C.乙刻度尺的分度值是
D.采用乙刻度尺,物块的长度应记录为 知识点二:长度测量的
误差分析
15
下列对测量结果的分析中不正确的是( )
A
A.用钢尺在冬天和夏天分别测量长为 的物体时,夏天的测量值比
冬天的要大
B.一把刻度尺的刻度间隔比标准刻度间隔小些,则用这把刻度尺测得的
数值比真实值要大
C.用累积法测细金属丝的直径时,若绕线不紧密,则测量值比真实值要大
D.用拉得很紧的皮卷尺去测量某同学的跳远距离,则测量值比真实值要小
16
主要判断测量工具的分度值的真实长度是变大了还是变
小了,但分度值的示数没有变化,再结合题中信息进行分析。
17
[解析] 钢尺具有热胀冷缩的性质,在夏天测量导致结果
偏小,在冬天测量导致结果偏大,所以夏天的测量值比冬天的要小;刻
度尺的刻度间隔比标准刻度间隔小些,也就是说该刻度尺上显示的
要比真实的 小,所以会导致测量结果偏大;用累积法测金属
丝的直径时,若绕线不紧密,则会导致绕线的长度偏大,而圈数不变,
从而导致金属丝的直径偏大;将皮卷尺拉得很紧,皮卷尺分度值的真实
长度变大,而分度值的示数没有变化,所以测量值比真实值要小。
18
解题的关键是要弄清测量值与真实值的变化情况和大小
关系。
19
如图所示为小明用刻度尺测量铅笔的长度时的情景。
(1)在测量物体的长度时,读数正确的是如图____(填“甲”或“乙”)
所示的情景,铅笔的长度为_____ 。
甲
5.30
20
(2)有一把刻度尺是用金属材料制成的,且这种金属材料的热胀冷缩
受温度变化很明显。若在严冬季节用它测量物体的长度,则其测量结果
将______(填“偏大”或“偏小”)。
偏大
[解析] 由于金属的热胀冷缩,严冬季节,刻度尺的实际长度收缩变小,
而刻度依然是原来标注的刻度,所以用其测量物体的长度时,其测量结
果会偏大。
21
知识点三:特殊的测量方法
在“长度的测量”实验中,小科做了以下两个实验:
(1)图甲中圆的直径是_____ 。
1.55
22
使用组合法测圆的直径时,要以某一刻度线为起点,读
出末端所对刻度值,减去起始端所对刻度值即为圆的直径。
[解析] 由图甲可知,刻度尺上 之间有10小格,所以
每小格代表的长度是,即此刻度尺的分度值为 ;圆的左
侧与刻度线对齐,右侧所对处读数为 ,所以圆的直径
。
23
(2)为了测出一条厚薄均匀的纸带的厚度,小科把纸带环绕在圆柱形
铅笔上,直至恰好能套进一个圆环内,如图乙所示,纸带环绕了 圈,
那么纸带的厚度为_____________。做实验时,纸带须紧密地环绕在铅
笔上,否则会使测量值______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
偏大
由于受刻度尺分度值的影响,均匀纸带的厚度很难直接
测量,可利用圆环内径和铅笔直径的差值计算出多层纸带的厚度,进而
计算出一层纸带的平均厚度,从而最大程度地减小测量误差。
24
[解析] 用累积法来测量一条厚薄均匀的纸带的厚度,可
将纸带紧密绕在圆柱形铅笔上,直至刚好套入圆环内,然后数出纸带的
圈数;圈纸带的厚度为圆环内径与圆柱形铅笔直径之差的 ,即纸带
的厚度为 。做实验时,如果纸带没有紧密地环绕在铅笔上,
那么纸带之间有间隙,会使测量值偏大。
掌握刻度尺的读数方法,理解累积法的测量原理是解题
的关键。
25
常见的自行车有“28”“26”和“24”等型号,这些型号是按车轮
直径的尺寸命名的,如“26”型自行车的车轮直径是26英寸,1英寸
。
(1)“26”型自行车的车轮直径约是_____m,周长约是_____
( 取3.14,结果保留两位小数)
0.66
2.07
26
(2)给你一把量程为 的卷尺和一辆“28”型自行车,请设计一个
简单的方案测量学校操场跑道的长度,写出测量步骤,并用适当的符号
表示测得的物理量:
①用卷尺测出___________________。
②算出车轮的____________。
自行车车轮的直径D
周长
③用红布条在自行车的车轮上做一个记号(或用气门芯做记号),让记
号与跑道的起点重合,推着自行车沿跑道移动一圈,记下____________
___________。
自行车轮胎转动的圈数
④计算跑道长度的表达式为_________(用测量的物理量符号表示)。
27
小明了解到用刻度尺测物体的
长度时会有一些因素引起测量误差,
其中刻度尺随温度的变化也是引起
误差的原因之一,他想通过实验研
究刻度尺的长度随温度变化的情况。
28
(1)小明找来两把完全相同的长为 的钢尺,一把放在冰箱里充
分冷冻,一把放在阳光下长时间暴晒,再用两把钢尺互相测量,结果发
现两把钢尺的长度几乎没有差异。请写出造成这种结果的原因:______
______________________________________________________
(写出一条即可)。
两把钢尺的长度变化太小,简单的测量工具无法测量出微小的变化
根据刻度尺的分度值和物体热胀冷缩的特性进行分析。
[解析] 由于刻度尺的分度值过大,对于物体因热胀冷缩
引起的微小变化无法测量。
29
(2)他重新设计了如图所示的装置研究物体的长度随温度变化的情况。
装置中是粗细均匀的铜棒,是可绕 点转动的指针,实验时,A
端固定不动,指针C端紧靠在铜棒B端,当用酒精灯给 加热时,小明
可以通过观察________________分析金属棒受热时长度的变化。装置中
指针设计成段比 段短,这对实验现象起到了______(填“放大”或
“缩小”)作用。
指针的示数变化
放大
为了观察其变化量的大小,需要将其微小变化进行放大。
30
[解析] 通过本题的实验改造,将微小的变化扩大,便于
观察读数。
解题的关键是了解刻度尺分度值的物理意义以及放大微
小变化的方法。
31
1.测量是一个将待测的量与公认的标准量进行比较的过程。经过测量,
上海东方明珠广播电视塔高约 ,在这一测量中,“测量”定义中所
说的“公认的标准量”是 ( )
A
A. B.
C.东方明珠广播电视塔 D.测量用的尺子
32
2.小红用不同的刻度尺测量得到下列数据:
,下列单位与小红所用刻度尺的分
度值单位相对应的是 ( )
C
A.毫米、厘米、分米、米 B.厘米、分米、毫米、米
C.毫米、分米、厘米、米 D.分米、毫米、厘米、米
3. 是指空气中直径很小的颗粒,“2.5”是表示颗粒直径的数值,其
直径还不到人的头发丝粗细的二十分之一。下列选项中与 颗粒大
小相当的是 ( )
C
A.米粒 B.柳絮 C.细菌 D.原子
33
4.下列关于误差的说法中正确的是( )
D
A.误差产生的原因是测量方法错误
B.多次测量取平均值可以避免误差
C.采用精密仪器认真测量,就可以达到 的准确,一定能消除误差
D.误差不能避免,但可以尽可能地减小
34
第5题
5.当缺少测量工具时,我们可以利用自己身体
一些部位的“尺”对物体的长度进行估测。下列
估测物体长度的事例中不符合实际的是 ( )
D
A.图甲,校园的小树有一人高了,小树的高度约为
B.图乙,教室里的课桌有4拃长,课桌的长度约为
C.图丙,体育课学生跳绳用的绳子有2庹长,约
D.图丁,小科步行测得学校的小路长100步,则小路的长约为
35
6.某校举行运动会,在铅球比赛中,裁判员用皮尺测量某运动员的比赛
成绩时,将皮尺拉得太松,则测量结果将会 ( )
A
A.偏大 B.偏小 C.不变 D.以上都有可能
第7题
7.(1)如图甲所示,刻度尺的分度值是
____________________,测得物体的长度是
_____ 。
(或)
1.55
(2)如图乙所示,将粗细均匀的金属丝在笔杆上密绕30圈,则金属丝
的直径是____ (结果保留一位小数)。
1.3
36
8.小金为测定科学书的纸张厚度,采取了如下步骤:
a.量出一叠纸的厚度 。
b.选用学生用三角尺,检查零刻度线是否磨损。
c.计算每页纸的厚度 。
d.取得科学书内100页叠齐压紧。
上述步骤的正确顺序是_________________(用字母表示)。上述步骤
中,步骤___是错误的,应改为_______________________。
(或)
c
计算每页纸的厚度
37
9.用刻度尺测量某管状工件的管壁厚度,如图所示,则该工件的管壁厚
度是( )
A
A. B. C. D.
38
10.有5把刻度尺:①零刻度线一端已磨损的尺;②刻度线模糊不清的尺;
③分度值不是毫米的尺;④比被测长度短的尺;⑤刻度不均匀的尺。这
些尺子中不能用来测量物体长度的是 ( )
B
A.①和② B.②和⑤
C.③和④ D.5把刻度尺都不行
39
11.用材料甲制成的刻度尺去测量用材料乙制成的物体的长度。在
时测得的长度为,在时测得的长度为 。如果两次的测量方法都
正确,且 ,那么下列说法中正确的是 ( )
C
A.甲、乙两种材料的膨胀程度不同,且材料乙的膨胀程度较大
B.若在时取甲、乙两材料的长度均是 ,则在降低相同温度后甲
的长度大于乙的长度
C.若在时取甲、乙两种材料的长度均是 ,则在升高相同温度后
甲的长度大于乙的长度
D.以上三种情况都不对
40
[解析] 由题意可知,在时测得的长度为,在 时测得的长度
为,且,如果在时取甲、乙两种材料的长度均是 ,那
么在时,只有材料甲的膨胀程度大于乙,甲在 时测量乙的长
度才会小于其在 时测量的乙的长度;由于题目中没有给出降低温
度后甲、乙两种材料的变化情况,所以无法判断B选项是否正确。
41
12.器材:一把量程为、分度值是 的刻度尺,一条足够长
且不可伸长的细绳,红、蓝双色标记笔。利用细绳制作一把简易尺,用
它能准确测量长度为 的物体,并结合给出的刻度尺设计测量方案。
(1)制作方法:_______________________________________________
______________________________________________________________
__________(合理即可)。
在细绳一端用标记笔标出零刻度线,用量程为、分度值是的刻度尺在细线上依次标五个大格,第五格用刻度尺读数
(2)测量方案:_______________________________________________
__________________________________(合理即可)。
使用时,将细绳拉直,再将物体的一端与细绳的零刻度线对齐,另一端用刻度尺读数即可
42
13.某同学用一把刻度均匀的米尺测得一张桌子的边长为 ,而与
标准尺相比,这把米尺的实际长度为 ,则该桌子边长的实际长
度为 ( )
B
A. B. C. D.
[解析] 由测量结果的数值可知该刻度尺的分度值是 ;因
为与标准尺相比,此米尺的实际长度为 ,说明该刻度尺的一小
格相当于实际长度;读数是,相当于98个 ,
故桌子边长的实际长度应该是 。
43
14.小明想测量一卷筒纸的总长度。考虑到纸筒上绕的纸很
长,不可能将纸全部放开拉直了再用刻度尺测量,他设计
了以下两种测量方法:
44
(1)第一种方法:首先从卷筒纸的标签上了解到,卷筒纸拉开后纸的
厚度为,然后测出卷筒纸的内半径为,外半径为 ,则卷筒纸的总长
度 _ _______。
[解析] 第一种方法不可能把纸全部拉直再测量长度,但卷成筒状的纸
的横截面积是由纸的厚度和长度叠加而成的,则测出横截面积的大小为
。因为纸的厚度为,所以纸的总长度 。
45
(2)第二种方法:首先测出卷筒纸的内半径为,外半径为 ,然后拉
开部分卷筒纸测出它的长度为,此时卷筒纸的外半径由一开始的 减
小到,则卷筒纸的总长度 _ ________。
[解析] 第二种方法,卷筒纸的横截面积的大小为 ,被拉开
的部分卷筒纸的横截面积的大小为( )。因为纸的厚度为
,所以纸的总长度 。
46
(3)测完卷筒纸的长度后,小明又想测出整卷圆筒纸的圆周长,他先
把一条矩形纸条紧紧地包在圆筒纸外面,纸条的边没有与圆筒纸的轴垂
直(如图所示),然后在纸条重叠部分用针扎个孔,把纸条展开,最后
用刻度尺测出两孔间的距离。小明这种测圆周长的方法是______
(填“正确”或“错误”)的。
正确
[解析] 用矩形纸只是一种误导,因为无论用什么来测量都只需要一条
线,所以无论纸条的边与圆筒纸的轴垂直与否都没有关系,因此小明这
种测圆周长的方法是正确的。
47
$$