一、长度和时间的测量（表格式教学设计）物理苏科版2024八年级上册

一、长度和时间的测量（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 课时数 2课时 教师 课题 一、长度和时间的测量 教学 目标 物理观念 知道国际单位制中长度的单位，会进行长度单位的换算；能正确使用刻度尺测量长度；了解实验误差的初步知识；知道国际单位制中时间的单位，会进行时间单位的换算；能正确使用秒表测量时间。 科学思维 培养初步的估测能力和对比分析能力。培养初步的数学运算能力和逻辑推理能力。初步形成对数据的处理和评估能力。能区分测量误差和错误，初步认识到误差不可避免，但可以减小。 科学探究 能正确使用刻度尺测量物体的长度。能正确使用停表（或手表）测量时间。经历“提出问题-设计方案-进行实验-收集证据-分析论证”的科学探究过程的初步体验。 科学态度 与责任 认识到测量在物理学和日常生活中的重要性，培养严谨细致、实事求是的科学态度。体验合作测量的过程，培养团队协作精神和交流表达能力。了解测量误差的存在，培养尊重客观事实的态度，激发减小误差的意识。通过了解长度和时间单位的规定，感受科学的严谨性和人类智慧。 教材 分析 学生在小学阶段对长度和时间的测量已有初步的感性认识和简单的操作经验。本节将这些经验系统化、规范化，上升到科学测量的层面，为后续学习速度、机械运动等概念以及进行更复杂的物理实验探究奠定坚实的基础。本节是初中物理中第一次系统学习科学测量工具的使用、单位的认识与换算、误差的概念等。这些内容不仅是物理知识的组成部分，更是培养学生科学探究能力、严谨的科学态度和实事求是的科学精神的重要载体。 学情分析 八年级学生学生在小学阶段已经学习过长度和时间的初步概念，会使用直尺进行简单的长度测量，对米、厘米、千米、秒、分、时等单位有初步的认识和应用。在日常生活中，学生也积累了大量关于长度和时间的感性经验。八年级学生对直观的、与生活联系紧密的知识感兴趣，动手操作欲望较强。对长度单位的换算，特别是涉及科学记数法的换算可能感到吃力。对刻度尺的正确使用方法的规范性掌握需要强化训练。机械停表的读数，对部分学生可能有难度。缺乏严谨的科学测量习惯和实事求是的科学态度。 教学重点 1．长度和时间的基本单位及其单位换算。 2．刻度尺的正确使用方法。 教学难点 1．长度测量中的“估读”；多次测量求平均值误差。 2．机械秒表的正确使用和读数。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【问题情境】当你听到“运动”一词时，呈现在脑海中的是什么？是骏马飞奔、烟花绽放，还是运动员飞身灌篮？骏马、烟花、运动员的位置，都在随时间而变化。为了研究物体的运动，我们首先要学会测量长度和时间。 思考并回答问题 学习新课 一、长度的测量 （一）长度的单位 1．活动5.1 比较课桌的长、宽、高 （1）目测课桌的长、宽、高，并将它们按从大到小的顺序排列。 （2）不用尺，你如何证实自己目测的结果？说出你的做法。 【方法】①用文具盒里的直尺或三角板粗略测量； ②用手的一拃或课本的宽度作为标准，测出课桌的长、宽、高各是选定的标准的几倍，等等。 （3）每名同学估测的课桌长、宽、高的结果相同吗？不同的原因是什么？ 【总结】从上面的活动可知，仅凭人的主观感受，或者粗略测量来比较事物的差异，往往不可靠；各人估测的结果差异较大，原因是没有规定一个公认的标准。 【活动归纳】各人估测的结果差异较大，原因是没有规定一个公认的标准。 2．长度的单位 （1）测量，就是将待测的量与一个公认的标准量进行比较，这个公认的标准量叫作单位。 （2）国际单位制：在我国古代，人们选择身体的某个部位作为长度的标准。所谓“布指知寸、布手知尺、舒肘知寻”，即用手指、手和手臂等作为标准来测量长度，但还是不够准确。直到秦始皇统一度量衡，我国对长度的测量才有了统一的标准。18 世纪中后期，国际计量大会将米确定为国际制长度单位。 （3）长度的单位 ①国际单位：长度的单位是米（metre），符号是m。 ②长度的常用单位：千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、纳米（nm）等。 ③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；1μm＝10-6m；1nm＝10-9m （4）长度单位换算技巧：数字不变，乘进率，再换单位。——“先换后算”。 如图所示： 是把25.68 cm换算为0.2568m的过程。 （5）一些常见物体的长度：①普通高中生的身高约为160cm；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…… 【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 【答案】A 【解析】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 = 12.56×10-2 m = 0.1256 m 故选A。 【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 【答案】B 【解析】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。 （二）刻度尺的使用 1．学生实验：练习使用刻度尺 【实验与记录】 （1）下图展示了一些常用的测量长度的工具，你使用过哪些？说出你所知道的长度测量工具的名称，并与同学交流。 测量长度的常用工具：直尺、三角尺、卷尺、游标卡尺、螺旋测微器等。 （2）取出你的刻度尺，仔细观察：它的量程和分度值分别是多少？ 如图，这把刻度尺的量程为 20cm ；分度值为： 0.1cm（或1mm） 。 （3）刻度尺的使用 阅读教材“信息快递”，了解刻度尺的使用注意事项。 【信息快递】刻度尺使用的注意事项 1．使刻度尺有刻度的一边紧靠被测物体，放正尺的位置，如图 5-3所示。 2．刻度尺的“0”刻度线与被测物体的一端对齐，读数时视线与尺面垂直，如图 5-4所示。 3．测量时，应估读到分度值的下一位；记录测量结果时，要写出数字和单位。 刻度尺使用“四会”： ①会“选”：根据测量的要求选取分度值和量程适当的刻度尺。 【思考】如图，AB两把刻度尺，测量同一物体的长度，你打算选用哪一把刻度尺，选择的依据是什么？分别读出你的测量结果。A尺：________；B尺：________。 【解答】选用B刻度尺，依据是B的分度值为1mm，测量结果更精确。 测量结果为：A： 3.4cm ；B： 3.42cm 。 同一物体，用不同精度的刻度尺，测得的结果不同，这说明：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。 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“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）。 【思考】如图，是用刻度尺测量物体长度的示意图，读出物体的长度为_______cm。 【解答】 2.20 cm。因为这把刻度尺没有从“0”刻度线开始测量，而是从4cm刻度线开始，所以结果应该减去4cm；又因为刻度尺的分度值为1mm。故应该估读到好毫米的下一位，而物体的右侧边沿刚好对准6.2cm的刻度线，故应该估读为“0”。故，测量结果记录为2.20cm。 ④会“记”：记录时，不但要记录数值，还必须注明单位，没有单位的记录是没有意义的。 （4）小组合作，尝试测量教科书的长度和宽度，并记录。 实验序号 长度/cm 宽度/cm ① ② ③ 平均值 （5）自制一把分度值为1cm的刻度尺，并用它测量教科书的长度，把测量结果记录在下表中。 实验序号 长度/cm ① ②   ③ 平均值 【思考与讨论】 （1）用相同的刻度尺多次测量同一长度，测量的结果相同吗？如果不同，原因可能是什么？ （2）用分度值不同的刻度尺测量同一长度，测量的结果相同吗？如果不同，原因可能是什么？ 【讨论结果】在上述测量过程中，我们会发现，用相同的刻度尺多次测量同一长度， 结果可能不一样；用分度值不同的刻度尺测量同一长度，结果也不一样。 究其原因，可能是由于同一把尺多次测量时，估读偏大或偏小；用精确程度不同的尺测量时，测量结果本身的精确程度就不同。 动手操作，比较物体的长度 各抒己见 简要了解长度单位的演变，了解国际单位制 熟记单位，学会换算 了解身边常见物体的长度 例题练习 边学边做 自主学习，合作探究 学习刻度尺的使用规则 小组合作，测量物理课本的长和宽，注意估读和单位 思考讨论，了解产生测量误差可能的原因 学习新课 二、误差 （一）误差 1．误差的概念：测量值和真实值之间总会有差别，这就是误差。 2．误差的产生原因： 跟测量工具的精密度有关； 跟测量的人读取的估计值不同有关。 3．误差不是错误： 任何测量都存在误差。误差和错误是不同的，误差不能消除，但可以减小，而错误是不应该发生的，如使用工具的方法不正确、因粗心看错了数值等。 4．减小误差的办法： 多次测量取平均值；选用精密的测量工具；改进测量方法。 对于初中学生来说，最常见的就是多次测量求平均值来减小误差、 （二）生活·物理·社会——港珠澳大桥沉管隧道工程 阅读教材，了解我国重大工程建设中是如何减少误差的。 港珠澳大桥由桥梁、人工岛和沉管隧道等组成，全长 55 km。 沉管隧道长约6.7 km，其中海底部分约 5.7 km，由 33 节巨型沉管与一个合龙接头组成。每节标准沉管长 180 m、宽 37.95 m、高11.4 m，质量超过 7×104 t。 在水下 40 多米深的海床上铺设沉管，先要挖出沟槽，然后再铺上2~3 m厚的基石，其平整度误差必须在 4 cm 以内。 我国工程技术和施工人员不畏艰难险阻、精益求精，成功破解了一个个世界级难题。合龙后的测试表明，接头安装的误差定格在毫米数量级。 【例题3】我国古代曾用张开的大拇指与中指间的距离作为长度单位，称为“拃”。如图所示是利用刻度尺测量某同学“一拃”的长度。下列说法正确的是（　　） A．该刻度尺的分度值是1mm B．读数时，视线应从甲方向观察 C．图中“一诈”的长度应读作19cm D．若该刻度尺零刻度线磨损，也能进行“一拃”的长度的测量 【答案】D 【解析】A．由图知，刻度尺一个小格代表的长度是1cm，即此刻度尺的分度值为1cm，故A错误； B．读数时，视线应与刻度尺垂直，并正对要读的刻度线。视线应从乙方向观察，故B错误； C．刻度尺的分度值为1cm，读数时估读到分度值的下一位，因此图中“一诈”的长度应读作19.0cm，故C错误； D．如果0刻度线磨损，可以与其它整刻度线对齐，测量结果要减去前面的数值，也能进行“一拃”的长度的测量，故D正确。 故选D。 【例题4】如图为小组同学学习长度测量后讨论交流的情景，下列关于误差的说法正确的是（　　） A．估读可以减小误差，整刻度时不需要估读 B．用皮尺测量时不能拽太紧，否则会使测量结果偏大 C．测铅笔长度时通过多次测量求平均值的方法可以减小误差 D．测量时多估读几位数可以减小误差 【答案】 【解析】A．估读不可以减小误差，整刻度时不需要估读这种说法也错误，因为任何刻度尺的刻度线都存在一定宽度，恰好对着刻度线也是估计的，只不过估计值是零，故A错误； B．用皮尺测量时如果拉紧皮尺时，皮尺相邻两根刻度线之间的长度会变大，因此读数会比真实值偏小，故B错误； C．多次测量求平均值是减小误差的方法之一，故C正确； D．测量时，应估读到分度值的下一位，多估读几位没有意义，故D错误。 故选C。 思考讨论，了解减小误差的方法 阅读教材，了解大国工程建设中如何减小误差 练习例题 练习例题 学习新课 三、时间的测量 （一）时间的单位 在物理学中， 时间用字母t 表示。在国际单位制中，时间的单位是秒，用符号 s 表示。生活中常用的时间单位还有分（min ）、小时（h）。 单位换算： 1min=60s 1h=60min=3600s （二）测量时间的工具 实验室常用的计时工具有机械秒表、电子秒表。手机也有秒表计时功能，使用起来非常方便。 （三）机械秒表的使用 1．认识机械秒表的表盘 （1）量程和分度值：机械停表的外圈（大表盘）以秒为单位，内圈（小表盘）以分为单位，不同停表量程和分度值会不同，量程以小圈为准，分度值以大圈为准。如图中小表盘转一圈量程为60 min，外圈分度值为0.2 s。 （2）秒表的读数=小盘读数（min）+大盘读数（s） 在读数时，先读出小表盘上指针所通过的分钟数（按整数读）；再观察小表盘上的指针是否超过两数字之间的半分钟刻度线，若不超过，则大表盘按照0~30s读数，若超过，则大表盘按照31~60s读数。 2．秒表的使用： （1）启动：用大拇指迅速按下“启动/停止”按钮，指针转动，开始计时。 （2）停止：再次按下“启动/停止”按钮，指针停止走动，停止计时。 （3）读数：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。 （4）归零：测量结束后，按一下复位按钮将指针归零后存放入盒中。 3．练习秒表的读数：如图秒表的读数是 5 分钟 37.5 秒。换成秒是： 337.5 秒。 （四）学生实验：用秒表测量时间 1．观察秒表，了解它的功能键和使用方法。 2．按动秒表上的按键，使之启动、暂停和归零。 3．如图所示，细线的一端拴住一串钥匙（或橡皮等），将其悬挂起来。使钥匙摆动起来，用秒表测量摆动 10 个来回所需要的时间。多次测量，将实验数据记录在下表中。 实验序号 摆动 10 个来回所需要的时间 /s 摆动 1个来回所需要的时间 /s ① ②     ③ （五）生活·物理·社会——计时器的发展 阅读教材，了解计时工具的发展历程。 （1）日晷和滴漏；（2）摆钟；（3）原子钟：目前世界上最准确的计时工具是原子钟。2019 年，中国计量科学研究院成功研制出铯原子喷泉基准钟，它在 5.4×107 年内误差不超过 1 s。 （五）国家工程：北斗卫星导航系统——定位与授时 阅读教材，了解我国北斗卫星导航系统。 北斗卫星导航系统是我国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统。它可为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。该系统由 30 颗北斗三号卫星、15 颗北斗二号卫星以及多颗试验卫星和备份星组成，它的建成使我国成为独立拥有全球卫星导航系统的国家。 北斗卫星导航系统配备了国产高精度星载原子钟，核心部件全部自主可控。当前北斗卫星导航系统运行稳定，全球范围水平定位精度优于 9 m，测速精度优于 0.2 m / s，授时精度优于 20 ns。除定位、导航和授时服务外，系统还拥有短报文通信和国际搜救等多种服务功能。 【例题5】如图所示，秒表的读数为_______ s。 【答案】 228.5 【解析】由图可知，小表盘的分度值为0.5min，小表盘读数为3min=180s，且分针偏向4min，而大表盘的分度值为0.1s，指针指在48.5s处，所以大表盘读数为48.5s，因此秒表的读数为 180s+48.5s=228.5s 【例题6】下列数据中最接近生活实际的是（　　） A．人眨眼一次的时间约5s B．正常人脉搏每秒跳动70次 C．一根头发丝的直径约为6×10-5m D．拇指指甲的宽度约为15cm 【答案】 C 【解析】A．人眨眼一次的时间约0.1s，故A不符合题意； B．正常人脉搏每分钟跳动70次，故B不符合题意； C．一根头发丝的直径约为6×10﹣5m，故C符合题意； D．拇指指甲的宽度约为1cm，故D不符合题意。 故选C。 【例题7】小明用刻度尺和三角板按如图测一枚纽扣的直径和金属丝的直径，该刻度尺的分度值是_____mm，纽扣的直径是_______ cm；绕在铅笔上23圈的金属丝的总长度为_______cm，直径是________mm。 【答案】 1 1.10 1.80 0.78 【解析】此刻度尺的分度值为1mm，左侧三角板与2.00cm对齐，右侧三角板与3.10cm对齐，所以纽扣的直径为 d=3.10cm-2.00cm=1.10cm 绕在铅笔上的金属丝的总长度为 L=10.80cm-9.00cm=1.80cm 缠绕的圈数n=23，金属丝的直径是 d= L/n= 18.0mm/23=0.78mm 认识时间单位及测量工具 练习使用机械秒表 小组合作，探究实验 阅读教材，了解计时器的发展历程 练习例题 练习例题 课 堂 练 习 1．2025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（　D　） A．篮球 B．足球 C．排球 D．乒乓球 2．如图中测量物体长度的做法错误的是（　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 3．如图是用刻度尺测长度的实验，所记录的测量结果正确的是（　C　） A．5.7cm B．5.65cm C．3.65cm D．3.6cm 4．为了准确测量心率下列方法最恰当的是（　B　） A．用停表测量1分钟内心跳的次数 B．连续测量3分钟内心跳的次数，再计算出1分钟内心跳的次数 C．用停表测量半分钟内心跳的次数再乘以2，求出1分钟内心跳的次数 D．分别用停表测量安静时和运动后1分钟内心跳的次数，再求出平均值 5．如图所示，用A、B两刻度尺测同一木块的边长，就分度值而言， A 刻度尺精密些；就使用方法而言， A 刻度尺正确，就该尺读数，物体的长度为 2.20 cm；如图所示，秒表的读数为 99.8 s。 6．如图所示为小丽新购买的一款钢制刻度尺： （1）由图可知这款刻度尺的量程是 30 cm；分度值是 1 mm； （2）小丽用这款刻度尺多次测量物理课本的宽度记录的数据分别是185.3mm、185.5mm、189.2mm、185.1mm，则八上物理课本的宽度应记作为 18.53 cm。 板 书 设 计 一、长度和时间的测量 一、测量：就是将待测量与公认的标准（单位）进行比较。 二、长度的测量 1．单位：（1）国际单位：米（m）；其他单位：km、dm、cm、mm、μm、nm等 （2）单位换算：1 km=103 m；1 m=10 dm=102 cm=103 mm=106μm=109nm 2．测量工具及使用 （1）认识刻度尺：量程和分度值 （2）使用刻度尺时“四会”：会选、会放、会读、会记 （3）测量结果：包括数值（准确值和一位估计值）、单位 三、误差 1．概念：测量值和真实值之间总会有差别，这就是误差 2．产生：测量工具、测量者、其他因素 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 四、时间的测量 1．单位：（1）国际单位：秒（s）；其他单位：h、min （2）换算关系：1 min=60 s；1 h=60 min= 3600s 2．机械秒表测量时间：示数=小盘读数（min）+大盘读数（s） 课 堂 小 结 一、长度和时间的测量 作业布置 1．完成课后作业：“实践与练习” 2．配套同步分层作业 教学反思 / 学科网（北京）股份有限公司 $$