1.1 长度和时间的测量(第2课时)(讲义)物理新教材人教版八年级上册
2026-07-02
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第1节 长度和时间的测量 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 长度和时间的测量 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.73 MB |
| 发布时间 | 2026-07-02 |
| 更新时间 | 2026-07-02 |
| 作者 | 悟理物理 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-07-02 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58614179.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本初中物理讲义聚焦“时间的测量”与“误差”核心知识点,承接长度测量形成完整测量体系,提供时间单位换算、机械秒表“一按二停三读四归零”使用步骤、误差与错误区分等学习支架。
资料通过易错提醒(如秒表读数过半判断)、实验探究(单摆周期测量)等设计,培养科学思维与科学探究能力,课中助力突破秒表使用难点,课后随学随练与基础通关可帮助学生巩固知识,查漏补缺。
内容正文:
第一章
机械运动
第1节 长度和时间的测量(第2课时)
课标要点
1.会使用适当的工具测量长度和时间。
2.知道长度和时间的单位,了解测量长度和时间的工具及其发展变化过程。
3.知道测量有误差,了解误差和错误的区别。
4.能通过日常经验、物品和自然现象粗略估测长度和时间。
学习重难点
重点:时间的测量。
难点:秒表的使用。
知识点 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)等。
(3)单位换算:1h=60min 1min=60s
2. 测量时间的工具
(1)古代的测量工具:在古代,人们用圭表、日晷、沙漏等计时仪器来测量时间。
(2)现代生活中测量时间的工具: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。铯原子钟的精确度非常高,上千万年误差不超过1 s。
3. 机械秒表的使用
(1)机械秒表的组成
如图所示的机械秒表主要组成部分有:大表盘、小表盘、启动暂停键、分针、秒针等。
(2)机械秒表的使用
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。
(3)机械秒表的读数
如图所示,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。示数=小盘读数(min)+大盘读数(s)
如图所示,机械秒表的读数=3min+37.5s=3min37.5s。
易错提醒
1.时间估测类易错点
这类题目常结合生活场景考查,很多同学对常见时长缺乏概念,容易误判:
(1)典型错误:认为正常眨眼一次约5s、正常人10次脉搏跳动约1min,实际眨眼单次仅约0.2~0.3s,脉搏10次跳动时长约10s。
(2)必记参考值:中学生百米跑成绩约15s、演奏一遍国歌约46s、橡皮从课桌落地约0.4s、人脉搏70次跳动约1min。
2.机械秒表读数易错点
这是本部分最容易丢分的考点,核心误区是忽略“小表盘过半判断”:
(1)读数顺序错误:直接先读大表盘,跳过小表盘的分钟判断,导致整体读数偏差。
(2)过半规则混淆:机械秒表小表盘每1分钟中间有半分钟刻度线,若指针未过半,大表盘读0~30s;若指针过半,大表盘必须读30~60s,很多同学会直接按0~30s读取后半段的数值,比如把58s误读成28s。
(3)分度值误判:小表盘分度值多为0.5min,大表盘分度值通常是0.1s,不少同学会把大表盘分度值错记为1s,导致读数精度错误。
随学随练
1.如图所示,停表大表盘的分度值是_____,停表的读数为_____s。
【答案】 1s 140
【详解】图中,大表盘上0~10s之间有10个小格,因此大表盘的分度值是1s;小表盘的分度值是1min,指针在2min和3min之间,而大表盘指针在20s,因此停表读数为2min20s,即140s。
2.下列各式中,单位换算过程正确的是( )
A.15分钟分钟秒秒 B.20分钟秒
C.5分钟秒秒 D.10分钟秒秒
【答案】D
【详解】A.重复写了 15 分钟,应改为15分钟秒秒,故A错误;
B.缺少单位,应改为20分钟秒秒,带单位的物理量不能和纯数字划等号,故B错误;
C.错误,逻辑颠倒,应改为5分钟秒秒,故C错误;
D.10分钟秒秒,单位换算过程书写规范,结果正确,故D正确。
故选D。
知识点 误差
1. 误差
测量总是人利用工具进行的,测量工具自身就会造成误差;另外温度、湿度等外部因素也会影响测量工具的精密度;测量时人还要估计,也会出现一些误差。
测量值和真实值之间总会有差别,这就是误差。[
2. 产生原因
(1)受所用仪器的限制。如仪器的精密度。(2)受测量方法的限制。(3)环境变化对仪器的影响。
3. 减小误差的方法
(1)多次测量求平均值;(2)选用精密的测量工具;(3)改进测量方法。
4. 误差与错误
(1)误差不是错误(选填“是”或“不是)。测量错误是由于不遵守仪器的使用规则、读数时粗心等造成的,是不该发生的,是能够避免的。
(2) 避免错误的方法:遵守仪器使用规则;使用正确的测量方法;测量认真细致。
易错提醒
1. 核心概念区分易错点
很多同学会直接把误差和错误划等号,这是最常见的失分点:
(1)误差:是测量值与真实值之间的客观差距,由仪器精度、环境等不可控因素导致,无法完全避免,只能通过方法减小。
(2)错误:是人为操作失误(比如读数时视线歪斜、未遵守仪器使用规则)造成的,完全可以避免,不属于误差范畴。
举个典型例题:刻度尺本身刻度不均匀属于误差,而读数时视线未与尺面垂直属于错误,二者不能混淆。
2.减小误差的方法易错点
不少同学会记错减小误差的操作,这里要牢记3种正确方法,避开误区:
(1)多次测量求平均值,注意要先剔除错误数据再计算,不能直接把所有数值取平均。
(2)选用更精密的测量工具,不是分度值越小越好,要根据实际测量需求选择。
随学随练
1.物理课堂上老师让同学们用分度值为的刻度尺测量某个物体的宽度,某小组的4次测量结果分别为18.30cm、18.31cm、18.55cm,18.31cm,测量错误的数据是________cm,这个物体的宽度应该是___________cm。这种减小误差的方法是__________。
【答案】 18.55 18.31 多次测量求平均值
【详解】[1]18.55cm与其他数据(18.30cm、18.31cm、18.31cm )相差大,是错误数据。
[2]物体宽度。
[3]这种多次测量求平均值的方法是为了减小误差。
2.关于误差与错误的分析,下列说法正确的是( )
A.错误是可以避免的,误差也是可以避免的
B.如果测量次数非常多,再取平均值,误差就不存在了
C.选用更精密的测量工具可以减小误差
D.改进测量方法可以避免误差
【答案】C
【详解】A.错误是由测量方法不当、读数失误等人为因素导致的,是可以避免的;而误差无法避免,故A错误;
B.多次测量取平均值可以减小误差,但误差始终存在,无法消除,故B错误;
C.选用更精密的测量工具,能使测量结果更接近真实值,从而减小误差,故C正确;
D.改进测量方法只能减小误差,不能避免误差,故D错误。
故选C。
题型 时间的测量
初中物理“时间的测量”解题需掌握三大核心技巧。
1.首先是停表读数,这是高频考点。机械停表读数遵循“小盘分钟+大盘秒数”原则。关键在于判断分针是否过半:若分针未过两数字间的半刻度线,秒针读0-30秒区间;若已过,则读30-60秒区间。务必看清大盘分度值(通常为0.1s或0.2s),注意停表一般不估读。
2.其次是时间估测,需建立生活常识参照系。例如,正常人脉搏跳动一次约1秒,演奏一遍国歌约46秒,中学生跑完100米约15秒。解题时通过对比这些基准数据,可快速排除不符合实际的选项。
3.最后是误差处理与单位换算。牢记误差只能减小不能消除,常用方法是多次测量求平均值。计算平均值时,先剔除错误数据,结果保留的有效数字位数应与原测量值一致。单位换算要熟练,如1h=60min=3600s,确保计算过程严谨规范。
活学活用
1.在班级举行的自我身体检测活动中,同学们测得自己1min心脏跳动的次数约为( )
A.7次 B.70次 C.210次 D.700次
【答案】B
【详解】正常情况下,人平静状态下心脏1分钟跳动次数大约在60~100次之间,通常为70次左右。
故选B。
2.用电子秒表测量小东同学的脉搏跳动30次的时间,测量结果如表所示:
序号
脉搏跳动30次所用的时间/s
1
26.52
2
25.32
3
25.86
脉搏跳动30次所用时间的平均值:__________
(1)在计时模式下,按下_______按钮,电子秒表开始计时;
(2)根据表中数据可知,脉搏跳动30次所用时间的平均值:__________;
(3)实验时多次测量取平均值的目的是_________。
【答案】(1)启动;(2)25.90s;(3)减小误差
【详解】(1)在计时模式下,按下启动按钮,电子秒表开始计时。
(2)根据表中数据可知,脉搏跳动30次所用时间的平均值
(3)实验时多次测量取平均值的目的是减小误差。
题型误差
1. 核心基础考点
(1)明确概念边界:误差是测量值与真实值的差异,不可避免、只能减小;错误是操作违规导致的结果偏差,完全可以避免,选择题常以此设置混淆选项。
(2)牢记3种减小误差的标准方法:选用更精密的测量仪器、改进实验方法、多次测量取平均值,这是填空题的高频考点。
2. 典型题型解题技巧
(1)多次测量取平均值计算类
先剔除明显错误的异常数据,再将有效数据求和后除以个数,最终结果的保留位数要和原始测量值的分度值保持一致,比如用1mm刻度尺测量,结果要保留到小数点后两位。
(2)误差分类判断类
系统误差由仪器精度不足、实验方法缺陷导致,特点是测量结果始终偏大/偏小;偶然误差由人为估读、环境随机波动导致,特点是结果时大时小,对应不同的减小方法,可直接匹配题干场景判断。
(3)实验场景误差分析类
针对电流表、温度计等特殊仪器的误差题,优先结合题干给出的“满刻度占比”“精度等级”条件推导规律,比如电流表指针偏转角度越大,百分误差越小,按规律代入数值即可快速得出结果。
活学活用
1.小琪和小凤用各自的刻度尺分别正确地测量出了同一本科学杂志书的长度。她们测量的结果分别为29.3cm和0.29m。下列说法中正确的是( )
A.她们所用刻度尺的分度值都是1cm B.小琪测量结果没有误差
C.小琪的测量结果比小凤的更精确 D.求两个数据的平均值可以避免误差
【答案】C
【详解】A.刻度尺读数的倒数第二位对应分度值,小琪的结果29.3cm,分度值为1cm;小凤的结果0.29m,倒数第二位是分米位,分度值为0.1m=1dm,二者分度值不同,故A错误;
B.误差是测量中不可避免的,任何正确测量都存在误差,故B错误;
C.测量的精确程度由分度值决定,分度值越小越精确。小琪所用刻度尺的分度值小于小凤的,因此小琪的测量结果更精确,故C正确;
D.误差只能减小,无法避免,求平均值只能减小误差,不能消除误差,故D错误。
故选C。
2.某同学用一把分度值是1mm的刻度尺,测量一物体长度,四次测量结果分别为25.82cm、25.82cm、25.91cm、25.81cm,其中错误的一次测量数据是________cm,去掉错误数据后,求平均值,是为了________。
【答案】 25.91 减小误差
【详解】四次测量数据里,25.91cm与其他数据的差值明显偏大,属于错误的测量数据;测量时误差不可避免,去掉错误数据后计算平均值,是为了减小误差,提升测量结果的准确性。
基础通关
1.为保护视力,应认真做好眼保健操,做一遍眼保健操的时间大约是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由生活经验可知,做一遍眼保健操的时间大约为5min;5s时间过短,10min大约是中学课间休息的时长,眼保健操不需要这么久;5h时间过长。
故选B。
2.人类善于利用周期性运动来计时。以下是几种常见的周期性计时方式,其中精确度最高的是( )
A.日晷 B.沙漏 C.燃香 D.单摆
【答案】D
【详解】A.日晷比较依赖太阳的位置,精确度较低,故A不符合题意;
BC.沙漏的流速,燃香的燃烧速度会因为环境的不同导致结果不同,误差较大,故BC不符合题意;
D.单摆其周期高度稳定,精确度最高,故D符合题意;
故选D。
3.某同学用同一把刻度尺对同一物体的长度进行了4次测量,结果如下14.34cm、14.35cm、14.35cm、14.75cm,则该物体的长度应记为( )
A.14.35cm B.14.34cm C.14.45cm D.14.36cm
【答案】A
【详解】在进行长度的测量时,要估读到分度值的下一位,测量数据的倒数第二位对应刻度尺的分度值;多次测量时,每次的测量值相差不大,如果所测某一数据与其它数据偏差较大,则该数据是错误的,应舍去;然后求正确测量值的平均值,作为所测物体的长度,保留的位数与原测量值相同。观察4个测量值发现,第4次的测量结果14.75cm与其余3次记录的数值偏差太大,属于错误数据,应该舍去,剩余三次结果求平均值得物体的长度,所以物体的长度为
故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
4. 如图所示测量成人一拃的长度,下列说法正确的是( )
A.乙视线的读数是19mm
B.甲视线的读数错误,它与乙视线的读数之间的差异不叫误差
C.甲视线的读数比乙视线的读数大,是测量误差
D.甲、乙两种视线的读数相差无几,都是正确的
【答案】B
【详解】A.由图可知,刻度尺分度值为1cm,则视线乙的结果是19.0cm,故A错误;
BCD.读数时视线要与尺面垂直,视线甲是错误的读法,与乙之间差异不叫误差而是错误,错误可以避免而误差不可避免,故B正确,CD错误。
故选B。
5. 下列时间单位换算过程正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.,故A错误;
B.,故B错误;
C.,故C正确;
D.,故D错误。
故选C。
6.动车方便了人们出行,由广州南开往南宁东的D3610次动车运行的部分时刻表如表所示。由表可知,本次动车由佛山西站运行到贵港站需要的时间是( )
车站
广州南
佛山西
贵港
南宁东
到站时间
一一一
11∶15
13∶31
11∶16
发车时间
10∶56
11∶17
13∶33
一一一
A.2.3h B.2.23h C.2.27h D.3.33h
【答案】B
【详解】本次动车由佛山西站运行到贵港站的发车时间为11∶17,到站的时间为13∶31,故本次动车由佛山西站运行到贵港站需要的时间为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7. 如图是2025年9月3日阅兵仪式中,仪仗方队通过检阅台的情景。从“敬礼线”到“礼毕线”的距离约为96________,仪仗方队整体经过检阅台的时间约为66________。(均填单位符号)
【答案】 m s
【详解】结合实际情景,仪仗方队通过检阅台的距离约为96米,故单位符号为m;仪仗方队整体经过检阅台的时间约为66秒,故单位符号为s。
8.如图所示,是物理实验室常用的时间测量工具——机械停表。
(1)在使用时,按___________按钮后,两个指针指向零刻度线;
(2)按动________按钮一次,指针开始转动、计时;再按动一次,指针停止转动,计时结束;
(3)小表盘(内圈)是分针,单位是________;大表盘(外圈)是秒针,单位是________;
(4)机械秒表读数=小表盘对应的分+大表盘对应的秒。
【答案】 归零 开始/暂停 分 秒
【详解】机械停表在使用时,应先检查是否归零,若未归零,按动“归零”按钮,机械停表的指针指向零刻度线。
机械停表在使用过程中,按动一次“开始/暂停”按钮,指针开始转动、计时;再按动一次,指针停止转动,计时结束。
由图可知,机械停表有两个表盘,小表盘即分针的单位是分;大表盘即秒针的单位是秒。
9. 时间也是物理学中的基本物理量。
(1)在国际单位制中,时间的单位是_______(s),常用单位还有分钟(min)、小时(h)等。1h=60min=_________s(1min=60s)。
(2)时间的测量常用工具是钟表、秒表。在现代生活中,通常用钟表测量时间,实验室和运动场常用___________测量时间。
【答案】(1) 秒 3600 (2)秒表
【详解】(1)在国际单位制中,时间的基本单位是秒,符号是s;常用单位还有h、min等,其中1h=60min,1min=60s,所以1h=3600s。
(2)实验室和运动场需要精确测量短时间间隔,常用工具为秒表。
10. 用水笔书写同一段文字,小明用时3min,小红用时210s。
①根据单位换算关系可知:3min=________h;210s=________min。
②由此可知,_________用时更短(选填“小明”或“小红”)。
【答案】 0.05 3.5 小明
【详解】因为,,所以
小明用时3min,小红用时3.5min,,所以小明用时更短。
素养提升
11.测量是物理学科从定性观察到定量分析、验证规律的重要方法之一。
(1)图a为初二学生测量某物体的照片,当使用不同分度值的刻度尺测量同一物体的长度,测量结果( )(选填答案代号“A”或“B”)
A.可能不同 B.一定相同
(2)日晷利用一天中不同时刻晷针影子的位置变化将晷面划分为十二时辰,如图b。它是用来测量______(选填“时间”或“长度”)的仪器。古代将一天等分为100个“刻”,古代时间单位1“刻”等于______(保留1位小数)分钟。
【答案】(1)A (2) 时间 14.4
【详解】(1)不同分度值的刻度尺测量同一物体时,由于估读规则要求读到分度值下一位,导致测量结果的准确值或有效数字上可能不同。
(2)日晷通过晷针影子位置变化划分时辰,是用于测量时间的仪器;一天为24小时等于1440分钟。古代将一天等分为100“刻”,则1刻等于分钟
12.小豪用同一把刻度尺测量八年级物理书的宽度,五次测量记录的数据分别为18.50cm、18.49cm、18.96cm、18.48cm、18.46cm,则该物理书的宽度为_____cm;在测量细铜丝的直径时采用如图所示的方法,在铅笔上绕上20圈铜丝,则铜丝的直径为_____μm,缠绕过程中存在间隙,所以这个测量值会比真实值_____(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】 18.48 750 偏大
【详解】分析数据可知,“18.96cm”与其它数据相差较大,是错误的,舍去,为减小误差,对剩余数据求平均值,则该物理书的宽度为
刻度尺分度值为1mm,20圈铜丝长度为
则铜丝的直径为
若缠绕过程中存在间隙,所测的20圈铜丝的长度会偏大,则所测得的铜丝的直径会比真实值偏大。
13.某同学刻度尺测量某物体的长度。五次的记录数据分别为:17.82cm、17.83cm、17.81cm、17.28cm、17.81cm。这把尺子的分度值_____cm,其中错误的数据是_____cm,物体的长度应为_____cm。运动会上裁判员科学的测量能体现体育运动公正的精神。在跳远比赛中,裁判员用皮尺测量比赛成绩时,如果在测量时将皮尺拉得太紧,则测量值将会_____(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
【答案】 0.1 17.28 17.82 偏小
【详解】记录值的最后一位是估计值,可见刻度尺的分度值为1mm,即0.1cm;观察5个测量值数据发现,数据17.28cm与其余四次记录的数值偏差太大,此测量数据是错误;物体的长度为
用被拉紧了的皮卷尺测量跳远成绩时,皮卷尺的分度值变大,因此其读数比真实值偏小。
14. 3×10²cm=______m,720min=______h。课间十分钟时间,老师用手机帮学生计时,此时显示为______s,此计时器的分度值为______s。
【答案】 3 12 23.88 0.01
【详解】[1]因为
所以
[2]因为
所以
[3]由图知,此时显示时间为
[3]由图知,最后一位精确值为0.08s,故分度值为0.01s。
15. “赓续青春薪火,阔步时代征程”2025年五四主题团日暨第二届健步走活动在太原举行。小明通过晋阳大桥时,计步软件显示共走了3420步,用卷尺测出小明行走5步的距离为3m。小明出发时运动手表显示时间为,最终到达终点时为,求:
(1)小明全程用了多长时间。
(2)小明每1步的长度。
(3)晋阳大桥的长度。
【答案】(1)36min (2)0.6m (3)2052m
【详解】(1)小明全程所用时间为
(2)由题意知,每步长度为
(3)大桥长度为
迁移创新
16.小梦同学探究影响单摆摆动快慢的因素。他用同一个小球,保持摆的幅度不变,只改变摆线的长度,做了三次实验。下表是这个同学实验测得的数据:
摆线的长度/cm
60
45
30
连续摆动10个周期的时间/s
37.2
26.8
23.6
(1)分析实验数据,初步得出结论:__________;
(2)每次实验都记录了摆球摆动10个周期(摆球往复一次的时间)所用的时间来求出摆球摆动的周期(摆球往复一次的时间),这样做的目的是__________(选填“多次实验求平均值,减小误差”或“多次实验得到普遍规律”);
(3)如果要使摆的周期正好等于4s,摆线长度应该_______(选填“大于”“等于”或“小于”)60cm。
(4)单摆摆动的快慢还可能与什么因素有关?请你结合生活经验,提出一个可探究的科学问题__________?
【答案】(1)在摆球质量和摆动幅度相同时,摆线长度越长,单摆的摆动周期越大(摆动越慢)
(2)多次实验求平均值,减小误差;(3)大于
(4)在摆长和摆幅一定时,单摆摆动的快慢与摆球质量是否有关?
【详解】(1)从数据来看:摆线长度60cm时,周期;摆线长度45cm时,周期;摆线长度30cm时,周期,规律:摆线长度越长,单摆摆动越慢或者周期越大,所以结论是:在摆球质量和摆动幅度相同时,摆线长度越长,单摆的摆动周期越大(摆动越慢)。
(2)单次测量1个周期的时间误差很大,测量10个周期总时间再计算平均周期,目的是通过多次测量求平均值减小误差。
(3)摆长为60cm时,周期,比大,根据结论可知摆线越长周期越大,因此要得到4s的周期,摆线长度需要大于60cm。
(4)生活中摆动的例子(如秋千),可能与摆球质量、空气阻力、摆动幅度等有关。由于本题已控制振幅不变,可探究的问题可以是:在摆长和摆幅一定时,单摆摆动的快慢是否与摆球的质量有关?或:在摆长和摆球质量一定时,单摆摆动的快慢是否与摆动幅度有关?
17. 图甲是公园里两个绳长不同的秋千。某同学荡秋千时发现这两个秋千往返一次的时间不同。该同学猜想:秋千往返一次的时间是否与绳长有关?
【证据】该同学用细线系上一个小球模拟秋千,如图乙所示,悬点O到小球球心的距离简称摆长。每次让小球由静止释放,且保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变,改变摆长进行探究,记录结果如下表:
实验
次数
摆长L/cm
小球往返摆动十次的总时间t总/s
小球往返摆动一次的时间t/s
1
60.0
15.8
1.58
2
80.0
18.1
1.81
3
100.0
20.0
2.00
【解释】
(1)同一小球由静止释放,且保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变,摆长越长,小球往返摆动一次的时间越___________。由此可得结论:___________;
【交流】
(2)该探究所需的测量工具有量角器、刻度尺和___________;
(3)该同学发现小球往返摆动一次的时间不易测准,于是他测出小球往返摆动十次的总时间,再算出往返摆动一次的时间。
①生活中有些物理量的测量也可采用类似的方法,请举出一个实例_________;
②采用这种方法的目的是___________;
(4)该同学联想到杂技演员荡秋千,有时站着,有时坐着。由此合理猜想,演员改变姿态相当于改变了摆长,该演员在秋千上从同一起点由静止往下荡时,坐着比站着往返一次的时间更___________。(非专业人士请勿模仿)
【答案】(1) 长;秋千(未坐人时)往返一次的时间与绳长有关;(2)秒表;(3) 测量一张纸的厚度;减小误差;(4)长
【详解】(1)从表格数据可以看出:摆长从增加到,小球往返一次的时间从增加到,因此摆长越长,往返一次时间越长,可得出结论:其他条件不变时,秋千往返摆动一次的时间与摆长有关,摆长越长,时间越长。
(2)实验中需要测量摆长(刻度尺)、摆角(量角器)、摆动时间,因此还需要测量时间的工具秒表(停表)。
(3)该方法是累积法:被测物理量太小,不易直接测量,测量多个相同物理量的总和再计算单个,可以减小误差。生活中累积法的典型应用是测量一张纸的厚度、一枚大头针的质量等。
(4)演员坐着时重心更低,悬点到重心的摆长更长,根据得出的结论,摆长越长往返一次的时间越长,因此坐着比站着往返一次时间更长。
18.在一条细长绳的一端系一个小铁块,就做成了一个摆(如图),单摆周期公式( g=9.8m/s2)。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?一个周期为1s的摆,小铁块的中心到悬挂点的总长度约为多少?同学们展开讨论与制作,下列说法正确的是( )
A.测量小铁块摆动n个来回所用的时间t,计算出周期
B.多次测量小铁块摆一个来回所用的时间t,就是摆的周期
C.周期为1s的摆,小铁块的中心到悬挂点的总长度约为25cm
D.周期为1s的摆,小铁块的中心到悬挂点的总长度约为200cm
【答案】C
【详解】A.周期 T 是摆动一个来回的时间,测量小铁块摆动 n 个来回所用的时间 t ,则,故A 错误;
B.单次测量一个来回的时间误差很大,正确做法是测量多个来回的总时间再求平均,故B 错误;
CD.单摆周期公式为,已知 T=1s , g=9.8m/s2,代入公式 ,
因此,周期为 1s 的摆,摆长约为25cm,故C正确,D错误。
故选 C。
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第一章
机械运动
第1节 长度和时间的测量(第2课时)
课标要点
1.会使用适当的工具测量长度和时间。
2.知道长度和时间的单位,了解测量长度和时间的工具及其发展变化过程。
3.知道测量有误差,了解误差和错误的区别。
4.能通过日常经验、物品和自然现象粗略估测长度和时间。
学习重难点
重点:时间的测量。
难点:秒表的使用。
知识点 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 ,符号是s。
(2)常用单位: (h)、 (min)等。
(3)单位换算:1h=60min 1min=60s
2. 测量时间的工具
(1)古代的测量工具:在古代,人们用 、 、 等计时仪器来测量时间。
(2)现代生活中测量时间的工具: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 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。铯原子钟的精确度非常高,上千万年误差不超过1 s。
3. 机械秒表的使用
(1)机械秒表的组成
如图所示的机械秒表主要组成部分有:大表盘、小表盘、启动暂停键、分针、秒针等。
(2)机械秒表的使用
一按:实验开始,需要计时时,用大拇指迅速按下 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“ ”,再读出大表盘指针指示的“ ”,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 将指针归零后存放入盒中。
(3)机械秒表的读数
如图所示,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。示数= 盘读数(min)+ 盘读数(s)
如图所示,机械秒表的读数= 。
易错提醒
1.时间估测类易错点
这类题目常结合生活场景考查,很多同学对常见时长缺乏概念,容易误判:
(1)典型错误:认为正常眨眼一次约5s、正常人10次脉搏跳动约1min,实际眨眼单次仅约0.2~0.3s,脉搏10次跳动时长约10s。
(2)必记参考值:中学生百米跑成绩约15s、演奏一遍国歌约46s、橡皮从课桌落地约0.4s、人脉搏70次跳动约1min。
2.机械秒表读数易错点
这是本部分最容易丢分的考点,核心误区是忽略“小表盘过半判断”:
(1)读数顺序错误:直接先读大表盘,跳过小表盘的分钟判断,导致整体读数偏差。
(2)过半规则混淆:机械秒表小表盘每1分钟中间有半分钟刻度线,若指针未过半,大表盘读0~30s;若指针过半,大表盘必须读30~60s,很多同学会直接按0~30s读取后半段的数值,比如把58s误读成28s。
(3)分度值误判:小表盘分度值多为0.5min,大表盘分度值通常是0.1s,不少同学会把大表盘分度值错记为1s,导致读数精度错误。
随学随练
1.如图所示,停表大表盘的分度值是_____,停表的读数为_____s。
2.下列各式中,单位换算过程正确的是( )
A.15分钟分钟秒秒 B.20分钟秒
C.5分钟秒秒 D.10分钟秒秒
知识点 误差
1. 误差
测量总是人利用工具进行的,测量工具自身就会造成误差;另外温度、湿度等外部因素也会影响测量工具的精密度;测量时人还要估计,也会出现一些误差。
测量值和 值之间总会有差别,这就是误差。[
2. 产生原因
(1)受所用 的限制。如仪器的精密度。(2)受测量方法的限制。(3)环境变化对仪器的影响。
3. 减小误差的方法
(1)多次测量求 ;(2)选用精密的测量工具;(3)改进测量方法。
4. 误差与错误
(1)误差 错误(选填“是”或“不是)。测量错误是由于不遵守仪器的使用规则、读数时粗心等造成的,是不该发生的,是能够避免的。
(2) 避免错误的方法:遵守仪器使用规则;使用正确的测量方法;测量认真细致。
易错提醒
1. 核心概念区分易错点
很多同学会直接把误差和错误划等号,这是最常见的失分点:
(1)误差:是测量值与真实值之间的客观差距,由仪器精度、环境等不可控因素导致,无法完全避免,只能通过方法减小。
(2)错误:是人为操作失误(比如读数时视线歪斜、未遵守仪器使用规则)造成的,完全可以避免,不属于误差范畴。
举个典型例题:刻度尺本身刻度不均匀属于误差,而读数时视线未与尺面垂直属于错误,二者不能混淆。
2.减小误差的方法易错点
不少同学会记错减小误差的操作,这里要牢记3种正确方法,避开误区:
(1)多次测量求平均值,注意要先剔除错误数据再计算,不能直接把所有数值取平均。
(2)选用更精密的测量工具,不是分度值越小越好,要根据实际测量需求选择。
随学随练
1.物理课堂上老师让同学们用分度值为的刻度尺测量某个物体的宽度,某小组的4次测量结果分别为18.30cm、18.31cm、18.55cm,18.31cm,测量错误的数据是________cm,这个物体的宽度应该是___________cm。这种减小误差的方法是__________。
2.关于误差与错误的分析,下列说法正确的是( )
A.错误是可以避免的,误差也是可以避免的
B.如果测量次数非常多,再取平均值,误差就不存在了
C.选用更精密的测量工具可以减小误差
D.改进测量方法可以避免误差
题型 时间的测量
初中物理“时间的测量”解题需掌握三大核心技巧。
1.首先是停表读数,这是高频考点。机械停表读数遵循“小盘分钟+大盘秒数”原则。关键在于判断分针是否过半:若分针未过两数字间的半刻度线,秒针读0-30秒区间;若已过,则读30-60秒区间。务必看清大盘分度值(通常为0.1s或0.2s),注意停表一般不估读。
2.其次是时间估测,需建立生活常识参照系。例如,正常人脉搏跳动一次约1秒,演奏一遍国歌约46秒,中学生跑完100米约15秒。解题时通过对比这些基准数据,可快速排除不符合实际的选项。
3.最后是误差处理与单位换算。牢记误差只能减小不能消除,常用方法是多次测量求平均值。计算平均值时,先剔除错误数据,结果保留的有效数字位数应与原测量值一致。单位换算要熟练,如1h=60min=3600s,确保计算过程严谨规范。
活学活用
1.在班级举行的自我身体检测活动中,同学们测得自己1min心脏跳动的次数约为( )
A.7次 B.70次 C.210次 D.700次
2.用电子秒表测量小东同学的脉搏跳动30次的时间,测量结果如表所示:
序号
脉搏跳动30次所用的时间/s
1
26.52
2
25.32
3
25.86
脉搏跳动30次所用时间的平均值:__________
(1)在计时模式下,按下_______按钮,电子秒表开始计时;
(2)根据表中数据可知,脉搏跳动30次所用时间的平均值:__________;
(3)实验时多次测量取平均值的目的是_________。
题型误差
1. 核心基础考点
(1)明确概念边界:误差是测量值与真实值的差异,不可避免、只能减小;错误是操作违规导致的结果偏差,完全可以避免,选择题常以此设置混淆选项。
(2)牢记3种减小误差的标准方法:选用更精密的测量仪器、改进实验方法、多次测量取平均值,这是填空题的高频考点。
2. 典型题型解题技巧
(1)多次测量取平均值计算类
先剔除明显错误的异常数据,再将有效数据求和后除以个数,最终结果的保留位数要和原始测量值的分度值保持一致,比如用1mm刻度尺测量,结果要保留到小数点后两位。
(2)误差分类判断类
系统误差由仪器精度不足、实验方法缺陷导致,特点是测量结果始终偏大/偏小;偶然误差由人为估读、环境随机波动导致,特点是结果时大时小,对应不同的减小方法,可直接匹配题干场景判断。
(3)实验场景误差分析类
针对电流表、温度计等特殊仪器的误差题,优先结合题干给出的“满刻度占比”“精度等级”条件推导规律,比如电流表指针偏转角度越大,百分误差越小,按规律代入数值即可快速得出结果。
活学活用
1.小琪和小凤用各自的刻度尺分别正确地测量出了同一本科学杂志书的长度。她们测量的结果分别为29.3cm和0.29m。下列说法中正确的是( )
A.她们所用刻度尺的分度值都是1cm B.小琪测量结果没有误差
C.小琪的测量结果比小凤的更精确 D.求两个数据的平均值可以避免误差
2.某同学用一把分度值是1mm的刻度尺,测量一物体长度,四次测量结果分别为25.82cm、25.82cm、25.91cm、25.81cm,其中错误的一次测量数据是________cm,去掉错误数据后,求平均值,是为了________。
基础通关
1.为保护视力,应认真做好眼保健操,做一遍眼保健操的时间大约是( )
A. B. C. D.
2.人类善于利用周期性运动来计时。以下是几种常见的周期性计时方式,其中精确度最高的是( )
A.日晷 B.沙漏 C.燃香 D.单摆
3.某同学用同一把刻度尺对同一物体的长度进行了4次测量,结果如下14.34cm、14.35cm、14.35cm、14.75cm,则该物体的长度应记为( )
A.14.35cm B.14.34cm C.14.45cm D.14.36cm
4. 如图所示测量成人一拃的长度,下列说法正确的是( )
A.乙视线的读数是19mm
B.甲视线的读数错误,它与乙视线的读数之间的差异不叫误差
C.甲视线的读数比乙视线的读数大,是测量误差
D.甲、乙两种视线的读数相差无几,都是正确的
5. 下列时间单位换算过程正确的是( )
A. B.
C. D.
6.动车方便了人们出行,由广州南开往南宁东的D3610次动车运行的部分时刻表如表所示。由表可知,本次动车由佛山西站运行到贵港站需要的时间是( )
车站
广州南
佛山西
贵港
南宁东
到站时间
一一一
11∶15
13∶31
11∶16
发车时间
10∶56
11∶17
13∶33
一一一
A.2.3h B.2.23h C.2.27h D.3.33h
7. 如图是2025年9月3日阅兵仪式中,仪仗方队通过检阅台的情景。从“敬礼线”到“礼毕线”的距离约为96________,仪仗方队整体经过检阅台的时间约为66________。(均填单位符号)
8. 如图所示,是物理实验室常用的时间测量工具——机械停表。
(1)在使用时,按___________按钮后,两个指针指向零刻度线;
(2)按动________按钮一次,指针开始转动、计时;再按动一次,指针停止转动,计时结束;
(3)小表盘(内圈)是分针,单位是________;大表盘(外圈)是秒针,单位是________;
(4)机械秒表读数=小表盘对应的分+大表盘对应的秒。
9. 时间也是物理学中的基本物理量。
(1)在国际单位制中,时间的单位是_______(s),常用单位还有分钟(min)、小时(h)等。1h=60min=_________s(1min=60s)。
(2)时间的测量常用工具是钟表、秒表。在现代生活中,通常用钟表测量时间,实验室和运动场常用___________测量时间。
10. 用水笔书写同一段文字,小明用时3min,小红用时210s。
①根据单位换算关系可知:3min=________h;210s=________min。
②由此可知,_________用时更短(选填“小明”或“小红”)。
素养提升
11.测量是物理学科从定性观察到定量分析、验证规律的重要方法之一。
(1)图a为初二学生测量某物体的照片,当使用不同分度值的刻度尺测量同一物体的长度,测量结果( )(选填答案代号“A”或“B”)
A.可能不同 B.一定相同
(2)日晷利用一天中不同时刻晷针影子的位置变化将晷面划分为十二时辰,如图b。它是用来测量______(选填“时间”或“长度”)的仪器。古代将一天等分为100个“刻”,古代时间单位1“刻”等于______(保留1位小数)分钟。
12.小豪用同一把刻度尺测量八年级物理书的宽度,五次测量记录的数据分别为18.50cm、18.49cm、18.96cm、18.48cm、18.46cm,则该物理书的宽度为_____cm;在测量细铜丝的直径时采用如图所示的方法,在铅笔上绕上20圈铜丝,则铜丝的直径为_____μm,缠绕过程中存在间隙,所以这个测量值会比真实值_____(选填“偏大”或“偏小”)。
13.某同学刻度尺测量某物体的长度。五次的记录数据分别为:17.82cm、17.83cm、17.81cm、17.28cm、17.81cm。这把尺子的分度值_____cm,其中错误的数据是_____cm,物体的长度应为_____cm。运动会上裁判员科学的测量能体现体育运动公正的精神。在跳远比赛中,裁判员用皮尺测量比赛成绩时,如果在测量时将皮尺拉得太紧,则测量值将会_____(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
14. 3×10²cm=______m,720min=______h。课间十分钟时间,老师用手机帮学生计时,此时显示为______s,此计时器的分度值为______s。
15. “赓续青春薪火,阔步时代征程”2025年五四主题团日暨第二届健步走活动在太原举行。小明通过晋阳大桥时,计步软件显示共走了3420步,用卷尺测出小明行走5步的距离为3m。小明出发时运动手表显示时间为,最终到达终点时为,求:
(1)小明全程用了多长时间。
(2)小明每1步的长度。
(3)晋阳大桥的长度。
迁移创新
16.小梦同学探究影响单摆摆动快慢的因素。他用同一个小球,保持摆的幅度不变,只改变摆线的长度,做了三次实验。下表是这个同学实验测得的数据:
摆线的长度/cm
60
45
30
连续摆动10个周期的时间/s
37.2
26.8
23.6
(1)分析实验数据,初步得出结论:__________;
(2)每次实验都记录了摆球摆动10个周期(摆球往复一次的时间)所用的时间来求出摆球摆动的周期(摆球往复一次的时间),这样做的目的是__________(选填“多次实验求平均值,减小误差”或“多次实验得到普遍规律”);
(3)如果要使摆的周期正好等于4s,摆线长度应该_______(选填“大于”“等于”或“小于”)60cm。
(4)单摆摆动的快慢还可能与什么因素有关?请你结合生活经验,提出一个可探究的科学问题__________?
17. 图甲是公园里两个绳长不同的秋千。某同学荡秋千时发现这两个秋千往返一次的时间不同。该同学猜想:秋千往返一次的时间是否与绳长有关?
【证据】该同学用细线系上一个小球模拟秋千,如图乙所示,悬点O到小球球心的距离简称摆长。每次让小球由静止释放,且保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变,改变摆长进行探究,记录结果如下表:
实验
次数
摆长L/cm
小球往返摆动十次的总时间t总/s
小球往返摆动一次的时间t/s
1
60.0
15.8
1.58
2
80.0
18.1
1.81
3
100.0
20.0
2.00
【解释】
(1)同一小球由静止释放,且保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变,摆长越长,小球往返摆动一次的时间越___________。由此可得结论:___________;
【交流】
(2)该探究所需的测量工具有量角器、刻度尺和___________;
(3)该同学发现小球往返摆动一次的时间不易测准,于是他测出小球往返摆动十次的总时间,再算出往返摆动一次的时间。
①生活中有些物理量的测量也可采用类似的方法,请举出一个实例_________;
②采用这种方法的目的是___________;
(4)该同学联想到杂技演员荡秋千,有时站着,有时坐着。由此合理猜想,演员改变姿态相当于改变了摆长,该演员在秋千上从同一起点由静止往下荡时,坐着比站着往返一次的时间更___________。(非专业人士请勿模仿)
18.在一条细长绳的一端系一个小铁块,就做成了一个摆(如图),单摆周期公式( g=9.8m/s2)。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?一个周期为1s的摆,小铁块的中心到悬挂点的总长度约为多少?同学们展开讨论与制作,下列说法正确的是( )
A.测量小铁块摆动n个来回所用的时间t,计算出周期
B.多次测量小铁块摆一个来回所用的时间t,就是摆的周期
C.周期为1s的摆,小铁块的中心到悬挂点的总长度约为25cm
D.周期为1s的摆,小铁块的中心到悬挂点的总长度约为200cm
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