1.1 长度和时间的测量 讲义 2026-2027学年初中物理人教版八年级上册

第1节 长度和时间的测量讲义 一、教学目标（物理核心素养四维目标） 物理观念 了解国际单位制中长度和时间的单位，掌握长度单位（km、m、dm、cm、mm、μm、nm）与时间单位（h、min、s）之间的换算关系。 理解测量值与真实值、误差与错误的区别。 科学思维 通过单位换算的阶梯关系，培养逻辑推理与数学运算能力，能熟练进行长度、时间单位的换算。 通过“视觉错觉”实验体会“感觉不可靠、测量需标准”，发展比较、分析、归纳的科学思维。 科学探究 会正确使用刻度尺测量长度，掌握“选、放、读、记”四个步骤，能估读到分度值的下一位。 学会使用停表测量时间，掌握机械停表的读数方法。 经历特殊测量方法（累积法、化曲为直法、辅助法）的探究过程。 科学态度与责任 养成认真、细致的测量习惯，如实记录数据，尊重客观事实。 认识误差不可避免但可以减小，培养实事求是的科学态度。 了解我国古代计时工具（日晷）与“米”“秒”定义的演变，增强民族自豪感与科学责任感。 二、教学重难点 教学重点 1. 长度、时间的主单位及单位换算。 2. 刻度尺的正确使用方法（“选、放、读、记”）。 3. 停表的正确使用与读数。 教学难点 1. 刻度尺的读数：估读到分度值的下一位。 2. 误差与错误的区别，以及减小误差的方法。 3. 特殊长度的测量方法（累积法、化曲为直法、辅助法）的灵活运用。 三、课堂导入 【情境引入】 请同学们观察下面两幅图，凭你的眼睛判断：图（a）中戴高帽的人高，还是没戴帽的人高？图（b）中两个橙色圆点哪个更大？ 图1 视觉错觉示意图（a）缪勒—莱耶错觉 （b）两圆大小错觉 其实，图（a）中两个人身高相同，图（b）中两个圆点一样大！我们的眼睛会“欺骗”我们。这说明：仅凭感觉去判断物体的长短、大小，往往是不准确的。那么，怎样才能得到可靠的结论呢？这就需要——测量。今天我们就来学习物理学中最基本的测量：长度和时间的测量。 想想议议 1. 你和同学“目测”同一张桌子的长度，结果可能不同。为什么？ 2. 要对长度进行测量，首先要有一个公认的“标准”，这个“标准”在物理学中叫什么？ 四、知识点讲解 知识点1 长度的单位 1. 单位与单位制 测量某个物理量时用来进行比较的标准量叫做单位。为了方便各国之间的交流，国际计量组织制定了一套国际统一的单位，叫做国际单位制（SI）。 2. 长度的国际单位与常用单位 在国际单位制中，长度的基本单位是米，符号是 m。常用的长度单位还有： 千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、纳米（nm）。 天文学中常用“光年（l.y.）”作为长度单位，它是指光在真空中 1 年所走过的路程。 图2 光年是天文学中常用的长度单位 3. 单位换算关系 各单位与米的换算关系如下（进率关系要牢记）： 单位 符号 与米的换算关系 千米 km 1 km = 10³ m = 1000 m 米 m 基本单位 分米 dm 1 dm = 0.1 m = 10⁻¹ m 厘米 cm 1 cm = 0.01 m = 10⁻² m 毫米 mm 1 mm = 0.001 m = 10⁻³ m 微米 μm 1 μm = 10⁻⁶ m 纳米 nm 1 nm = 10⁻⁹ m ★ 换算技巧 大单位化小单位：乘进率（小数点向右移动）。 小单位化大单位：乘进率的倒数，即除以进率（小数点向左移动）。 例：1.68 km = 1.68 × 10³ m = 1680 m； 　　2.5 cm = 2.5 × 10⁻² m = 0.025 m。 知识点2 长度的测量工具 常见的长度测量工具有：刻度尺、卷尺、三角尺、皮尺，以及精密测量用的游标卡尺、螺旋测微器等。 图3常见的长度测量工具 图4游标卡尺与螺旋测微器（精密测量工具） （1）刻度尺的认识 零刻度线：刻度尺的起始刻度，使用前要检查是否磨损。 量程：刻度尺的测量范围（一次能测的最大长度）。 分度值：相邻两刻度线之间的长度，它决定了测量的精确程度。 （2）游标卡尺与螺旋测微器 游标卡尺：精度可达 0.1 mm / 0.05 mm / 0.02 mm，读数时不需要估读。 螺旋测微器（千分尺）：精度可达 0.01 mm，读数时需估读到 0.001 mm。 知识点3 刻度尺的正确使用 正确使用刻度尺，可归纳为四个字：“选、放、读、记”。 ① 选（选择合适的刻度尺） 根据测量要求，选择合适量程和分度值的刻度尺。分度值越小，测量越精确，但并非越精密越好——要根据实际需要选择。 ② 放（正确放置） 刻度尺要沿着被测物体，有刻度的边要紧贴被测物体，不能歪斜、“悬空”。 若零刻度线磨损，可选一个完好的整刻度线作为起点，读数时减去起点刻度值。 图5 刻度尺的正确与错误使用方法对比 ③ 读（正确读数） 读数时，视线要与尺面垂直，不得斜视（俯视或仰视都会产生读数误差）。 精确测量时，要估读到分度值的下一位。例如分度值为 1 mm 的刻度尺，读数要读到 0.1 mm。 估读值为“0”时也不能省略，如 3.50 cm 中的“0”表示测量精度。 图6视线应与尺面垂直，斜视会产生读数偏差 ④ 记（正确记录） 测量结果由“数字 + 单位”组成，应包括准确值、估读值和单位。 ★ 读数示例 图中物体的长度为 2.90 cm（左端对准 2.00 cm，右端对准 4.90 cm，差值 2.90 cm）。 注意末尾的“0”是估读位，不能丢掉。 知识点4 时间的测量 1. 时间的单位 在国际单位制中，时间的基本单位是秒，符号是 s。常用单位还有小时（h）、分（min）。 单位 符号 换算关系 小时 h 1 h = 60 min = 3600 s 分 min 1 min = 60 s 秒 s 基本单位 2. 时间的测量工具 古代：日晷、沙漏、滴漏等。 现代：机械钟、石英钟、电子表、停表（秒表）等。 图7 我国古代计时工具——日晷 图8 机械停表（实验室常用计时工具） 3. 机械停表的读数方法 停表有两个表盘：小表盘（分钟盘）和大表盘（秒盘）。 小表盘：量程通常为 15 min 或 30 min，分度值为 0.5 min。 大表盘：量程通常为 30 s，分度值为 0.1 s。 读数步骤： 先读小表盘，确定分钟数，并判断指针是否超过半分钟刻度。 再读大表盘：若未过半分钟，读 0～30 s；若已过半分钟，读 30～60 s。 读数 = 小表盘分钟数 + 大表盘秒数。 ★ 停表读数示例 小表盘指针指在 5 min 与 6 min 之间，并偏向 6，即 5 min； 大表盘指针指 38.5 s 位置，即 38.5 s； 读数 = 5 min 38.5 s = 338.5 s。 知识点5 误差 1. 误差的定义 测量值和真实值之间的差异叫做误差。 2. 误差与错误的区别（重点） 对比项 误差 错误 产生原因 仪器精度、测量方法、环境因素、人的估读差异 不遵守测量规则、方法不当、粗心大意 能否避免 不可避免，只能减小 完全可以避免 处理方式 多次测量求平均值、选用精密仪器、改进方法 规范操作、认真读数即可消除 3. 减小误差的方法 多次测量求平均值（最常用）。 选用精密的测量工具。 改进测量方法。 ★ 核心结论 误差是客观存在的，只能减小，不能消除； 错误是人为失误，完全可以避免。 五、特殊长度测量方法 对于不能直接用刻度尺测出的长度，可采用以下间接测量方法： 方法 适用对象 操作要点 累积法 细金属丝直径、一张纸的厚度等微小量 累积 n 个相同量测总长，再除以 n 化曲为直法 地图上两地距离、圆柱周长等曲线 用棉线贴合曲线，标出起点终点后拉直测量 辅助法 硬币直径、球直径、圆锥高等 用三角板配合刻度尺组合测量 化整为零法 整捆铁丝长度等 先测单位长度质量，再测总质量换算长度 六、随堂练习 1.（长度估测）如图所示，某校八年级同学正在举行升旗仪式。由图及日常生活经验，可以推断该校旗杆的高度约为（　） A. 4 m　　B. 7 m　　C. 10 m　　D. 12 m 2.（单位换算）完成下列单位换算： （1）5.6 m = ________ mm　　（2）2 h = ________ s 3.（刻度尺读数）用分度值为 1 mm 的刻度尺测量一物块长度，物块左端对准 2.00 cm，右端对准 4.90 cm，则物块长度为 ________ cm。 4.（停表读数）机械停表小表盘指针指在 5 min 与 6 min 之间并偏向 6，大表盘指针指 38.5 s，则停表读数为 ________ s。 5.（误差辨析）下列关于误差与错误的说法，正确的是（　） A. 误差就是测量中出现的错误 B. 多次测量求平均值可以减小误差 C. 误差是可以完全消除的 D. 刻度尺读数时视线可以俯视尺面 参考答案 1. B（八年级学生身高约 1.6 m，旗杆高度约为学生身高的 4 倍，约 6.4 m，接近 7 m） 2.（1）5.6 × 10³ mm = 5600 mm；（2）2 × 3600 s = 7200 s 3. 2.90 cm（4.90 cm − 2.00 cm = 2.90 cm，末尾的“0”为估读位，不可省略） 4. 338.5 s（5 × 60 s + 38.5 s = 338.5 s） 5. B 七、课堂小结 本节核心知识速记： 1.长度主单位：米（m）；时间主单位：秒（s）。 2.长度单位进率：相邻单位之间为 10 倍关系，大化小乘进率，小化大除以进率。 3.刻度尺使用四步：选、放、读、记；读数要估读到分度值的下一位。 4.停表读数 = 小表盘分钟数 + 大表盘秒数。 5.误差不可避免、只能减小；错误可避免、能消除。 6.特殊测量三方法：累积法、化曲为直法、辅助法。 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $