1.1 长度的测量（教学设计）物理新教材沪科版（五四学制）八年级上册

该初中物理教学设计聚焦长度的测量，涵盖单位及换算、刻度尺使用、误差认识与特殊测量方法。通过“测量身高”情境导入，对比目测与工具测量差异，引出单位重要性，搭建从生活经验到科学测量的学习支架。 特色在于融合科学探究与科学思维，通过学生分组实验测教科书长宽、特殊方法实践（如累积法测细铜丝直径），结合《误差》等视频资料突破难点。培养规范操作与误差分析能力，为教师提供结构化流程，助力学生建立严谨测量观念。

第1节 长度的测量（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 第1节 长度的测量 教学 目标 1. 了解长度测量的目的、单位及其换算。 2. 会选用适当的工具测量长度，会根据生活经验估测长度。 3. 能在实验中正确读取和记录实验数据,感受误差的存在，认识多次测量的必要性。在跨学科实践中，初步体会搜集证据、交流评价在探究中的作用。 教材 分析 本节的主要内容和行文逻辑是: 1. 通过节首图测量身高的情境，引出长度测量的不同方法。 2. 经历利用生活经验估测长度等活动，了解长度测量方式的演变，体会单位在测量中的重要性。 3. 通过实验，了解用合适的工具测量长度的方法，学会使用刻度尺的实验技能。 学情分析 本次授课面向八年级学生，他们在小学阶段已积累了长度的基础认知，能说出常见的长度单位，也有用直尺进行简单测量的生活经验，对物理实验普遍抱有强烈的好奇心。 但学生此前的测量操作缺乏规范指导，多数人自认为“会用刻度尺”，实际操作中常出现刻度线未紧贴被测物体、读数视线歪斜的问题。同时他们对测量的严谨性认识不足，记录数据时常漏写单位，单位换算时也容易出现进率混淆的错误。 此外，学生刚接触物理学科，还未建立“测量是与标准量对比”的学科思维，很难区分“误差”和“错误”的本质差异，对细铜丝直径这类特殊测量方法也存在理解障碍，需要通过亲手实操来纠正错误习惯，建立规范的测量意识。 教学重点 长度的测量；能够正确使用刻度尺测量长度；并会估测长度。 教学难点 刻度尺的使用。 教学 器材 直尺、皮卷尺、折尺、游标卡尺、千分尺、三角尺、硬币、细金属丝（长度约20cm）等。 课件。包含视频资料：《用刻度尺测量长度》、《误差》、《多次测量求平均值减小误差》、《长度测量的特殊方法》等。 教学过程 导入新课 【提问】开学了，你又长高了。如图所示，要知道身高，既可以目测，也可以用工具测量。两种方法得出的结果可能不同，怎样才能测得更准呢？ 学习新课 一、长度的单位 1. 单位 人类祖先在劳动过程中逐渐形成依靠主观感受进行比较的习惯。图（a）中哪条黄色线段更长？图（b）中哪个橙色圆面积更大？先看看，再用尺子量一量。 【学生活动】先目测再进行实际测量，测量结果：两条线段一样长，两个圆的直径相同，面积也一样大。 【教师总结】由此可见，仅凭人的主观感受来比较事物的差异，往往不可靠。 【师生总结】单位、国际单位制的概念。 （1）单位：要进行可靠的定量比较，需要有一个公认的标准量作为比较的依据，这个标准量叫做单位。 （2）国际单位制 长期以来，世界上不同地区（不同年代）选定的测量标准各不相同。同一个长度用不同的标准来表示，结果不同，国际间交流很不方便。 国际单位制：鉴于这种认识，国际计量组织制定了一套国际统一的单位，叫国际单位制（简称SI）。我国法定单位用国际单位制。 2. 长度的单位 【教师提问】（1）你知道长度的单位有哪些？（2）长度单位间的换算关系是什么？ 【学生活动】阅读教材第10页的内容并回答问题。 【师生总结】 （1）国际单位：米，符号是m。 （2）常用单位：km、dm、cm、mm。 （3）单位换算： 1 km＝103m 1dm＝10-1 m 1cm＝10-2 m 1mm＝10-3 m （4）长度单位换算技巧 数值不变，乘原单位与目标单位之间的进率，将原单位改写为目标单位。可简记为“数不变，单位换，乘进率，进行算”。 如图所示是把25.68 cm换算为0.2568m的过程。 【学生活动】阅读教材第10页的内容，了解一些物体长度的数量级。 【例题1】下列单位换算的格式，书写正确的是（　B　） A．1.75米=1.75米×100厘米=175厘米 B．1.75米=1.75×100厘米=175厘米 C．1.75米=1.75×100=175厘米 D．1.75米=1.75米×100=175厘米 【解析】1米=100厘米，则有 1.75米=1.75×100厘米=175厘米，故ACD错误，B正确。故选B。 【例题2】2023年5月30日，搭载神舟十六号载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。如图所示，从地面到发射塔架上的避雷针顶端可达105m，下列对火箭长度的估测最接近实际的是（　C　） A．10m B．30m C．60m D．100m 【解析】由图可知，长征二号运载火箭大于地面到避雷针间的距离的一半，略大于接近60m，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 学习新课 二、长度的测量 1. 测量长度的常用工具 【学生活动】想一想，你见过的长度测量工具有哪些。 【师生总结】随着科技的进步，测量长度的工具也在不断发展。目前常见的长度测量工具有刻度尺、卷尺、游标卡尺和激光测距仪。 2018年，我国科学家首次成功利用激光精确地测量地月距离，也使我国成为世界上极少 数实现地月激光精确测量的国家。2020年12月8日，我国科研人员通过北斗卫星导航系统采集的信号精确测量了珠穆朗玛峰的“身高”。 2. 认识刻度尺 【教师提问】仔细观察你自己的刻度尺，回答下面的问题。 ①它的零刻度线在哪里？ ②它能测量的范围是多少？ ③它的分度值是多少？ 【学生活动】观察自己的刻度尺，并回答。 【师生总结】 （1）认识刻度尺的“0”刻度线、量程、分度值 ①零刻度线：刻度尺的起始刻度线。 ②量程：表示测量工具测量的范围。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。不同的刻度尺量程与分度值可能不同。 如图所示的刻度尺，单位是cm，量程为0～15cm，分度值为0.1cm。 （2）刻度尺的选择 【教师提问】实际测量时，应该怎样选择适合测量要求的刻度尺？是不是刻度尺的分度值越小越好？ 【学生活动】思考讨论并回答。 【师生总结】 我们可以根据测量的要求选择不同的测量工具。例如， 如果我们要测量家里门窗的长度或宽度，就可以选用卷尺来测量； 如果要精确测量螺母的尺寸，就可以选用精确度比较高的测量工具进行测量，如游标卡尺等。 测人的身高，准确到cm就可以了，可选用分度值是1cm的卷尺或皮尺，而没有必要选用分度值是1mm的刻度尺，并且刻度尺的量程应大于人的身高。 3. 刻度尺的使用方法 【教师讲解与总结】 （1）使用前做到三看 一看零刻度线：看刻度尺的零刻度线是否磨损。如已磨损则应重选一个未磨损的刻度线作为测量的起点。 二看量程：测量长度时要求一次测量出物体的长度，如果测量范围小于物体的实际长度，则肯定要移动刻度尺测量若干次，这样会使测量的结果与物体的长度产生较大的偏差。 三看分度值：分度值反映了刻度尺的精确程度。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）测量时：使用时做到五会 ①会“选”：根据测量的要求选取分度值和量程适当的刻度尺。 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（如图所示）。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“看”：读数时，视线要正对刻度线。 ④会“读”：读数时，若标记物或视线正好与某刻度对齐，就应按该标度读数。 若标记物或视线位于两条刻度之间，不需要估读，方法是按所靠近的那条刻度读数。若看起来正好位于两条相邻刻度中间，可按两边任一刻度读数。 图中铅笔长度应该记录为6cm或6.1cm。 ⑤会“记”：记录的测量结果应由数值和单位组成。 4. 学生分组实验 测量教科书的长和宽 用刻度尺测量教科书的长和宽，将测量结果记录在表中。 【例题3】如图所示，是“用刻度尺测量木块长度”的实验，请仔细观察并回答： （1）该刻度尺的量程是________； （2）该刻度尺的分度值是________； （3）被测木块的长度是________。 【答案】0~5cm 1mm 3.2cm 【解析】（1）由图可知，该刻度尺能测量的最大长度是5cm，所以该刻度尺的量程是0~5cm。 （2）由图知，该刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是1mm，即该刻度尺的分度值是1mm。 （3）木块左侧与0刻度线对齐，右侧与3.2cm对齐，所以被测木块的长度是3.2cm。 【例题4】经过实践，小华发现身边有些物体的长度可以通过刻度尺直接测量，但有些物体的长度却无法直接测量，需要用到一些其他方法。小华组合使用直尺和三角尺测量笔袋里铅笔的长度，如下四个选项所示。其中方法正确的是（ ） 【答案】A 【解析】刻度尺测量物体时放置于有刻度线一侧，需要紧贴被测物体，从零刻度线开始（也可从其他刻度开始），故A正确，BCD错误。故选A。 学习新课 三、误差 【学生活动】想一想，用刻度尺测量长度时，能否测出物体长度的真实值？什么是误差？怎样减小误差？用刻度尺测量长度时，误差的主要来源有哪些？ 【师生总结】 1. 误差的概念：测量时，测量结果和真实值相比可能会偏大或偏小，我们把这种差异称为误差。 2. 误差产生的原因 ①跟测量工具的精密度有关； ②跟测量的人读取的估计值不同有关； ③环境变化对器材的影响。 3. 减小误差的方法 ①可以采用多次测量取平均值的方法来减小误差； ②选用精密的测量工具。 4. 误差与错误 （1）误差不是错误：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。 5. 用刻度尺测量长度时，误差主要来源： （1）测量工具本身‌：刻度尺的刻度存在制造偏差，还会受温度影响发生热胀冷缩，这些工具固有特性会带来不可避免的误差。 （2）人为估读偏差‌：读数时，测量者对刻度尺最小分度值下一位的估计能力存在差异，不同人或同一人不同时刻的估读结果会有细微差别。 （3）环境因素影响‌：温度、湿度等环境条件变化，会间接影响刻度尺和被测物体的形态，进而引入测量误差。 【例题5】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 【解析】A．由图可知，刻度尺分度值为1cm，则视线乙的结果是19cm，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。 学习新课 四、长度测量的特殊方法 【提出问题】（1）如何测量一根细铜丝的直径？ （2）如何测量一枚硬币的直径？ （3）如何测量地图上两个城市之间铁路线的长度？ （4）如何测量操场一圈的长度？ 以上这些测量都无法直接用刻度尺测量，需要用一些特殊的方法进行测量。 【学生活动】测量细金属丝的直径或硬币的直径等，总结出测量的方法。 【师生总结】长度测量的一些特殊方法： 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。 例如，测量细金属丝的直径的方法：把铜丝紧密绕在铅笔上；数出缠绕在铅笔杆上的圈数n；用刻度尺量出n圈铜丝圈的长度L；铜丝的直径d= L/n。 2. 辅助法：对于用刻度尺无法直接测出的物体长度，可用三角板等进行辅助测量，实质就是将被测长度平移至刻度尺上再进行测量。例如测量圆锥体的高、硬币的直径、乒乓球的直径等。如图所示，纪念币的直径约为1.06cm。 3. 化曲为直法 方法一：用不可伸长的细棉线和要测量的曲线重合，在起点和终点做好记号，拉直后用刻度尺测量出两标记之间的距离，有比例尺的利用比例尺可计算出实际长度。测量圆柱体的周长、地图上铁路长度等可以用化曲为直法。 例如，用地图测出武汉与广州两地间铁路线长度的方法：用棉线AB与地图上两地间铁路线完全重合，测出棉线AB的长度，根据地图的比例尺n即可求出铁路线的长度s=sAB×n. 方法二：①将圆规两脚分开一小段距离，用毫米刻度尺测出圆规两脚间距离l，如图甲所示； ②曲线可以看成是由许多段小线段组成，记录用圆规量取小线段的数量n，如图乙所示。曲线的总长度就是L=nl。由图乙可知，圆规两脚之间的距离小于两脚之间曲线的长度，所以这种方法测量结果偏小。 4. 化直为曲法 用已知周长的滚轮在待测的较长的直线或曲线上滚动，记下滚动的圈数，则被测线的长度等于圈数乘以滚轮周长。例如，测量操场的长度，汽车、火车的里程表。如图中测出轮子的周长L，再让轮子沿操场滚一周，记录车轮滚动的圈数n，则操场周长为nL。 5. 化暗为明法 有些待测长度不是明显地露在外面，而是隐含在物体的内部，刻度尺不能直接测量，可以选择大小合适的钢针插入孔内，在管口处给钢针做上记号，然后再测出钢针尖端到记号处的长度即可。测量玻璃管的内径，工件的裂缝深度等，如图所示，工件的裂缝深度为l=3.85cm 6. 化整为零法 若被测物体的长度远远超过了刻度尺的量程（如测一卷铜丝的长度），或不便于用刻度尺直接测量时，可先选取物体的一小部分，用刻度尺测量其长度，然后设法测出整个物体与这一小部分的倍数关系，最后根据这一倍数关系求出整个物体的长度。例如长为L0的细铜丝质量为m0，铜丝卷总质量为M，则铜丝卷总长 【例题6】某同学为了测某一品牌粗细均匀导线的直径，采用了如下方法：剪下一段导线后，将这段导线在一支铅笔上紧密缠绕n=40圈，形成一个导线圈，再用刻度尺测量这个导线圈的长度。如图所示，这把刻度尺的分度值是为________，这个导线圈的长度L为________厘米，则这一品牌导线的直径d为_______毫米。 【答案】1mm 2.3 0.6 【解析】刻度尺一大格表示1cm，一大格分10小格，一小格表示0.1cm=1mm，其分度值是1mm。这个导线圈的长度L为2.3厘米。这一品牌导线的直径为 课堂练习 1. 下表是国家标准鞋码与脚长对照表，表中“光脚长度”的单位是（　　） A．km B．m C．cm D．mm 鞋的尺码 36 37 38 39 40 光脚长度 230 235 240 245 250 【答案】D 【解析】一般成人的脚长大约为24cm，合240mm，根据表中数据可知，表中“光脚长度”的单位应该是mm，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 2．学校运动会上，小龙担任了跳远比赛的裁判员，他应选用下面的哪个测量工具最恰当（ ） A．刻度尺：量程为0~20cm，分度值1mm B．皮卷尺：量程为0~5m，分度值1cm C．木直尺：量程为0~1m，分度值1cm D．钢卷尺：量程为0~2m，分度值1mm 【答案】B 【详解】A．量程为0~20cm，量程太小，无法测量跳远成绩，故A不符合题意； B．量程为0~5m，能满足跳远测量的量程需求，分度值1cm，对于跳远成绩测量精度足够，故B符合题意； C．量程为0~1m，量程不足，无法测量较远的跳远成绩，故C不符合题意； D．量程为0~2m，对于一些较好的跳远成绩可能量程不足，故D不符合题意。 故选B。 3. 学习了刻度尺使用后，同学们关于长度测量展开了讨论，以下关于同学们的观点正确的是（　　） A．小明认为：选择测量长度的刻度尺分度值越小越好 B．小丽认为：为了使数据更精确，可以多估读几位 C．小强认为：0刻度线磨损的刻度尺，可以使用其它整刻度线作为新的零刻度线 D．小刚认为：多次测量求平均值，可以消除测量中的误差 【答案】C 【详解】A．选择测量长度的刻度尺分度值不是越小越好，要根据实际测量要求选择合适分度值的刻度尺。故A错误； B．读数时，为了减小误差，应估读到分度值的下一位，但并不是多估读几位就能减小误差，故B错误； C．0 刻度线磨损的刻度尺，可以使用其它整刻度线作为新的零刻度线，测量时用末端刻度值减去起始端所对的整刻度值，就可以得到物体的长度，故C正确； D．多次测量求平均值，可减小测量中因读数造成的误差，但误差不能消除，故D错误。 故选C。 4．如图所示，在测量某块橡皮的长度时，为了让读数更精确，应选用______（选填“甲”或“乙”）刻度尺，该刻度尺的分度值为______cm，所测橡皮的长度为______cm。 【答案】 甲 0.1 2.8 【详解】由图可知，刻度尺甲的分度值为0.1cm，刻度尺乙的分度值为1cm，选用分度值小的刻度尺测量较准确，故应选用甲刻度尺。 橡皮左侧在1cm刻度线处，右侧在3.8cm刻度线处，则所测橡皮的长度为 3.8cm-1cm=2.8cm 5. 如图中测量物体长度的做法错误的是（　　） 【答案】D 【详解】A．测量物体长度时，读数时视线应垂直于刻度尺。故A正确； B．图中是用累积法测铜丝直径，能够减小误差。故B正确； C．利用三角尺测量硬币的直径，两个三角尺与刻度尺的刻线对齐，两刻度差就是硬币的直径。故C正确； D．乒乓球的下端没有对齐0刻线，不能测乒乓球的直径。故D错误。故选D. 6. 经过实践，小胡发现身边有些物体的长度可以通过刻度尺直接测量，但有些物体的长度却无法直接测量，需用到一些其他方法。 （1）课间，身高1.80米的小胡找来身高1.70米的小明站在旗杆下拍摄了一张照片，如图所示，经比较，旗杆的高度约为（ ） A．5米 B．9米 C．14米 D．25米 （2）通过观察，小胡发现旗杆在操场上投下的影子的长度是不同的，同一天中，正午时分影子的长度________（选填“最长”或“最短”）。查阅资料获悉，同一地点、同一时间，物高与影长的比例是确定。在某天的午休期间，小胡用借来的皮尺测量了旗杆影子的长度为3.68米，同时测了身高1.70米的小明的影长为0.68米，则旗杆的高度约为_______米。 【答案】（1）B；（2）最短，9.2； 【详解】（1）由图可知，照片将旗杆和小明等比例缩小，但是二者高度比保持不变，旗杆高度大约是小明身高的5倍，故旗杆高度约为 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 （2）正午时太阳高度角最大，是一天当中物体影子最短的时刻。 物体的高度之比与对应的影子长之比是相等的。则，即 解得。 板书设计 第1节 长度的测量 一、长度的单位 1. 单位：要进行可靠的定量比较，需要有一个公认的标准量作为比较的依据，这个标准量叫做单位。 2. 长度的单位： （1）国际单位：m。常用单位：km、dm、cm、mm （2）单位换算：1km＝103m 1dm＝10-1m 1cm＝10-2m 1mm＝10-3m 二、长度的测量 1. 刻度尺的量程、分度值。 2. 刻度尺的使用：五会：“认”、“放”、“看”、“读”、“记”。 3. 长度测量的特殊方法：（1）累积法；（2）辅助法；（3）化曲为直法等。 课堂总结 第1节 长度的测量 作业 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $