一、长度和时间的测量（教学课件）物理苏科版2024八年级上册

该初中物理课件聚焦“长度和时间的测量”，涵盖单位换算、测量工具使用及误差分析等核心知识。课堂导入通过骏马、烟花等运动实例引出位置变化，自然过渡到长度和时间测量，搭建生活现象到物理量的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学态度，通过学生实验（如累积法测铜丝直径、自制刻度尺）培养动手能力，结合港珠澳大桥、北斗导航案例渗透科技应用，强化物理观念。采用“活动-探究-应用”教学法，助力学生深化测量技能，教师可借助结构化练习提升教学效率。

第五章 物体的运动 物理八年级上册 •苏科版 一、长度和时间的 测量 学习目标 01 物理观念 知道长度的单位及换算。知道长度测量工具的特点和使用方法。了解测量误差的产生原因和减小方法。掌握时间的单位及换算，知道时间测量工具的特点和使用方法。 02 科学思维 通过对长度和时间测量方法的学习，使学生认识到测量在科学技术发展中的重要性，提高学生的科学素养。 03 科学探究 用刻度尺的量长度和用秒表测量时间。 04 科学态度与责任 能结合生活中的实例，估测长度和时间，培养学生对物理现象的好奇心和探索精神，增强科学探究意识。 重点难点 教学重点 教学难点 能正确测量物体长度，了解测量误差的产生原因和减小方法。能使用秒表规范测量时间。 长度的单位及单位的换算关系。误差与错误的关系。 课堂导入 飞奔的骏马 绽放的烟花 飞身灌篮的运动员 骏马、烟花、运动员的位置都在随时间而变化。 长度 时间 探究新知 长度的测量 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。 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？ 探究新知 从上面的活动可知，各人估测的结果差异较大，原因是估测时所采用的“参考标准”不一致。 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。 探究新知 在我国古代，人们选择身体的某个部位作为长度的标准。 布手知尺 迈步定亩 手捧成升 探究新知 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。 探究新知 国际单位制 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。 探究新知 长度的单位 （1）单位：长度的基本单位是米，符号是m。 （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。 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 探究新知 长度单位换算 单位换算正确格式： 探究新知 【学习任务一】长度的单位 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 解：单位换算的过程为12.56cm=12.56×10-2m=0.1256m A．过程及进率正确，故A正确； BD．中间过程单位错误，故BD错误； C．中间过程没有单位，故C错误。 故选A。 探究新知 学生实验 练习使用刻度尺 如图展示了一些常用的测量长度的工具，你使用过哪些？写出你所知道的长度测量工具的名称，并与同学交流。 实验与记录 常用的长度测量工具有卷尺、直尺、三角尺等，刻度尺是学习和生活中最常用的测量工具。 探究新知 认识刻度尺 ①零刻度线：刻度尺的起始刻度线。 ②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。 探究新知 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：零刻度线与被测物体一端对准，刻度线紧贴被测物，刻度尺要与被测物体平行。 探究新知 （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 探究新知 掌握了刻度尺的使用方法后，尝试测量教科书的长度和宽度，把测量结果填写到下表中，并注意单位。 实验序号 长度 /cm 宽度 /cm ①     ②     ③     平均值   探究新知 自制一把分度值为 1 cm 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 探究新知 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？ 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。 探究新知 误差：测量值与真实值之间的差别。 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。 误差的来源：测量方法、测量工具、测量者 减小误差的办法 （1）多次测量取平均值； （2）选用精密的测量工具； （3）改进测量方法。 对同一测量对象的估读值有时偏大、有时偏小，这种误差可以通过多次测量取平均值的方法减小。 探究新知 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。 探究新知 （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。 探究新知 （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。 探究新知 （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 探究新知 港珠澳大桥沉管隧道工程 港珠澳大桥由桥梁、人工岛和沉管隧道等组成，全长 55km。沉管隧道长约 6.7km，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180m、宽37.95m、高11.4m，质量超过7× 104t。 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2~3m厚的基石，其平整度误差必须在4cm以内。这里地处外海，环境复杂，既有风浪、暗流，又有回淤，施工 的难度大得难以想象。沉管铺设最后的合龙，是通过插入一段质量达6×103t 的接头实现的。插入时，两侧的间隙只有15cm，安装 到位的误差必须 在5cm以内，其施工难度堪比“海底绣花”。 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。 探究新知 【学习任务二】长度的测量 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。 0.1cm 解：[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 3.50 探究新知 【学习任务二】长度的测量 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。 2.0 正确 解：[1]线圈左侧与10.00cm对齐，右侧与15.00cm对齐，L=15.00cm﹣10.00cm=5.00cm 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。 探究新知 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 探究新知 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。 机械秒表 电子秒表 手机秒表 探究新知 认识机械秒表 开始/暂停键 复位键 表盘 秒针 分针 大表盘 小表盘 整圈：30s 大格：1s 小格：0.1s 整圈：15min 大格：1min 小格：0.5min 秒针转动2圈，分针转一大格 探究新知 01 调零：使用前若指针未与零刻度线对齐，则根据停表的实际结构按动“复位”按钮进行归零 02 启动：先上好发条，用手握住停表，大拇指按下“开始/停止”按钮，开始计时 03 停止：再次按下“开始/停止”按钮，停表指针停止走动，结束计时 04 读数 探究新知 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 探究新知 学生实验 用秒表测量时间 在细线的一端拴一串钥匙(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。 实验与记录 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   探究新知 计时器的发展 日常生活、科学研究等都离不开对时间的测量。古代，人们利用周期性变化的自然现象来测量时间。太阳的东升西落、月亮的盈亏圆缺，给人类计量时间提供了原始标准，逐渐形成了“日”和“月”的概念。 日晷是我国古代的一种计时 工具，它由晷盘和晷针组成。针影随太阳运 转而转动，晷盘上的不同位置表示不同的时 刻。古人还利用物质流动的规律性制成了早 期的计时工具，如滴漏等。 日晷 滴漏 探究新知 1583年，意大利物理学家伽利略发现了 摆振动的等时性原理。以此原理为基础，荷兰物理学家惠更斯于1656年发明了摆钟。 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1s。 摆钟 铯原子喷泉基准钟 探究新知 北斗卫星导航系统--定位与授时 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。北斗卫星导航系统运行稳定，全球范围水平定位精度约1.52m，测速精度优于0.1m/s，授时精度优于20ns。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。 北斗卫星导航系统以世界一流的技术深刻影 响着人类的生活。它和其他信息技术的结合，让 我们可以随时得知网上购买的商品何时抵达，在 驾驶汽车的同时获取实时交通路况信息，在机场、 车站和港口享受更智能的服务…… 北斗卫星导航系统示意 探究新知 【学习任务三】时间的测量 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. 281.9 解：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 课堂小结 长度和时间的测量 长度的 测量 单位及换算 测量工具 刻度尺的正确使用 误差 认、放、读、记 产生原因 减小方法 选用精密仪器 多次测量取平均值 时间的 测量 单位及换算 停表的正确使用 课堂练习 1．如图所示，用两把刻度尺测同一物体的长度，测量操作有误的是 （选填“A”或“B”），物体的长度为 cm。 解：[1]B刻度尺的零刻度线没有对准被测物体的起始端 。 [2]A刻度尺分度值为0.1cm，它的起始刻度从零刻度线开始，物体的长度是2.25cm。 B 2.25 课堂练习 2．如图所示，圆形物体的直径为 cm；若污渍遮挡了刻度尺上的部分刻度，将 （选填“会”或“不会”）影响测量物体长度。 1.20 解：[1]由图可知，刻度尺的分度值为1mm，读数时要有估测值，圆柱体左侧与2.00cm对齐，右侧与3.20cm对齐，则圆形物体的直径 [2]若污渍遮挡了刻度尺上的部分刻度，我们可以在测量的时候，从其它的整数刻度测起，所以不会影响测量物体长度。 不会 课堂练习 3．在学习长度与时间的测量时，第一学习小组的5位同学用相同规格的直尺测量了同一物体的长度，他们读出的结果依次是2.50cm、2.51cm、2.49cm、2.71cm、2.51cm，其中错误的一项数据是 ，他们所用直尺的分度值是 cm，被测物体的长度为 cm。 2.71 解：[1]分析数据可知大部分测量值在2.50cm左右，2.71cm的数据与其他数据相差较大，属于错误数据。 [2]直尺读数时估读到分度值的下一位，所以可知所用直尺的分度值是0.1cm。 [3]根据多次测量取平均值的原则可知被测物体的长度为 0.1 2.50 课堂练习 4．如图所示，利用直尺和三角板测量一个圆柱体的直径，其中方法正确的是（    ） A． B． C． D． A 解：利用三角尺和直尺测量圆柱体的直径，圆柱体的一侧应与直尺的零刻度线对齐，另一侧对应的刻度，从三角尺与直线对齐的刻度读出，此时三角尺一个直角边要紧贴直尺的刻度的边缘，故A正确，BCD错误。 故选A。 课堂练习 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 ； BCA 大 大 课堂练习 解：（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。 布置作业 1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。 2.实践应用作业：（1）测量出你正常步行时一步所走的距离，这样你就有了随身携带的“尺”。请用这样的“尺”估测绕学校操场一圈的长度，并与体育老师交流。 （2）选用合适的工具，测量你和家人的拳头周长、脚长和身高，你有哪些有趣的发现？ （3）如图所示，静静地坐在椅子上，测出自己10次脉搏的 时间，并记录下来。这样，在没有秒表等计时工具时，就可 以利用自己的脉搏来估测时间。试一试，利用你的脉搏估测 旗手升旗所用的时间。 谢谢聆听 谢谢聆听 $