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长度的测量 教案

发布时间:2013-10-02 09:05:05  

长度的测量

1. 长度单位及换算关系

物理学是以观察和实验为基础的自然科学,欲进行观察和实验,就离不开物理量的测量,所以初中物理从最简单的测量——长度的测量开始讲起。为了科学地测量物理量,就需要一个公认的标准作为依据,即单位。长度的国际单位的主单位是米。物理量的单位都有国际通用的符号,米的符号是m,长度还有其他一些单位,其换算关系为:

????

单位换算列式,遵循“数值保持不变,把相应单位作等量代换”的原则,在把小单位换算为大单位时,不可把应用分数表示的进率,错误地用倍数表示,示例:

2. 长度的测量

测量长度最基本的工具是刻度尺,常用的刻度尺有:钢尺、木尺、三角板、卷尺等等。另外,在测量要求比较高时,需用游标卡尺、螺旋测微器等。

(1)“一选”

选择合适的刻度尺应由测量所要求达到的准确程度来决定,如裁玻璃安装门窗时,要求的准确程度较高,要选择分度值为mm的刻度尺;测量篮球场的长、宽时,选择分度值为cm且量程较大的卷尺较合适。

(2)测量前“三看”

①零刻线:这是测量的起始刻度,应细心观察刻度尺的零刻线在哪里,是否被磨损了。 若零刻线已经磨损,测量时可使待测物体的一端对准某一刻线,观察物体末端所对刻 度值,待测物体的长度等于末端所对刻度值减去初始端所对刻度值;

②量程:刻度尺一次能测量的最大长度;

③分度值:相邻刻线所代表的长度,即该刻度尺的准确度。例如三角板上的分度值是 1mm,叫毫米刻度尺,其准确度为1mm。

(3)“四值” ①测量值:对某物理量测量的结果,它包括准确值、估计值和单位三部分; ②准确值:指测量时由刻度尺的最小刻度决定的数值,它是刻度尺最小刻度的整数倍, 与测量者无关;

③估计值:是测量值的一部分,读出准确值后,余下的一位数要用眼睛进行估计,其 结果为估计值,跟测量者有关。

例如:某同学用最小刻度是cm的刻度尺测量物体 的长度为0.926m,这里0.926m是测量值,其中0.92m是准确值,0.006m是估计值;

④真实值:物理量的真正实际数值,它是一定的,也是客观存在的,一般也是不可能 准确测量出来的,即使是取多次测量的平均值,也只能是比较接近真实值。

(4)用时“五会”

①会认:正确认清刻度尺的零刻线、最小刻度和量程;

②会放:将刻度尺的零刻线或某一整数值刻线对齐待测物的起始端,使刻度尺有刻线 的边贴紧待测物体,并与所测量长度平行,不可倾斜;

③会看:视线应与刻度尺面垂直;

④会读:读数时,要估读到分度值的下一位;

⑤会记:记录的测量结果应由准确值、估计值和单位组成。

(5)特殊方法:

①替代法:这是一种较为常用的方法,测量与被测量相等的物理量,用它去替代被测 量。如直尺不能直接测量圆的周长,但可用一条无弹性的棉线,将它与圆的周长重合, 在棉线上标出它的起、止位置,再将棉线拉直,测量出棉线上两点之间的距离即圆的 周长。用该法还可以记录车辆行驶的路程,如在汽车里安装里程表,用车轮的周长乘 以车轮的转数,就得到车轮通过的路程;

②积累法:如果要用刻度尺测量一张纸的厚度,即使测量技术很好,也无法用刻度尺 直接测量出一张纸的厚度。我们可以将很多相同的纸叠放在一起进行测量,然后再除 以被测纸的张数就可以得到一张纸的厚度了。另外,还有平移法、辅助法等。在实际

运用中要注意多种方法的综合运用。

3. 误差和错误

(1)测量值和真实值之间的差异叫误差;

(2)误差是由于测量工具精确度的限制、测量时的客观环境及操作者的测量技术造成 的;

(3)减小误差的方法:

①提高测量工具的精确度;

②正确使用测量工具,提高实验技能,培养良好的实验素质;

③多次测量求平均值;

(4)错误是由于测量时疏忽大意,违反操作规则造成的,是可以而且必须避免的;误差是不可避免的,只能尽量减小。

1. 弄清分度值

例1. 小明同学用刻度尺测量木块的长度,正确记录结果为0.7698m。由此可知,该刻度尺 的最小刻度是__________。

解析:有三种方法:

①对位法。该法是根据测量值所带单位,将测量值的每个数位与长度单位一一对应。 0.7698m的个位对应的长度单位是m,“7”对应的长度单位是“dm”,“6”对应的 长度单位是“cm”,“9”对应的长度单位是“mm”,“8”对应的长度单位是“0.1mm”。 在物理实验中,测量长度要估读最小刻度的下一位,“8”是估计数字,而“9”所对 应的是最小刻度上的准确读数,即最小刻度是mm;

②移位法。该法是将小数点移到测量值的最后一位与倒数第二位之间,在不改变测量 值大小的情况下,此时测量值所带的单位即最小刻度。此题将小数点移动到“9”与 “8”之间,不改变原测量值大小的情况下为769.8mm,故答案为mm;

③数位法。根据测量结果所带单位与刻度尺最小刻度的关系,通过数小数位来确定测 量时刻度尺的最小刻度。如果测量值的单位是m,小数位只有一位,最小刻度就是m; 小数位若有两位,则最小刻度就是dm;小数位若有三位,则最小刻度就是cm;小数 位若有四位,则最小刻度就是mm;小数位若有五位,则最小刻度就是0.1mm。若测 量值是以dm、cm、mm为单位记录的,数位方法依次类推。在测量值没有小数位的 情况下,测量时刻度尺的最小刻度单位要比测量值所带单位大一级,如230mm,测 量此值所用刻度尺的最小刻度为cm。

2. 判断正误

例2. 用最小刻度是cm的刻度尺测量某物体的长度,下列数据记录正确的是( )

A. 7.8dm B. 78cm C. 78.0cm D. 0.78m

解析:与例1相反,由于所用刻度尺的最小刻度是cm,则所测量数据必须准确到cm。根据

读数规则,必须在cm的下一位估读一位,对四个测量数据分析可以知道,78.0cm符合题意及读数规则,故选择答案C。

3. 补充单位

例3. 给下列数字填补单位。(1)某同学身高15.9_______;(2)课桌高约76.8_______。 解析:欲正确解答这类题,必须对所学的长度单位有一个具体的认识;其次是在平常多积累一些生活经验。某同学身高应是15.9dm=1.59m;课桌高约76.8cm=0.768m。以上数字后应填补的单位分别是dm、cm。

4. 减小误差

例4. 四位同学分别对同一长度的测量结果记录如下:25.1mm、25.2mm、25.1mm、25.3mm。 则第________个测量结果最接近长度的真实值。

解析:测量误差发生在估读数字上,多次测量的平均值最接近所测量长度的真实值,其误差最小。在求平均值时,应该按照原测量工具的准确程度来决定保留的位数,实际计算时,可

以计算到比测量值多一位,然后按照四舍五入,不足者补零,则所测量长度最接近于

即第二个结果最接近真实

值。

5. 记录结果

例5. 如图1,被测物体的长度为________cm。

解析:这是最常见的测量题型,联系实际,考查能力。应该注意:测量不是从零刻线开始量起的,所以应该用物体末端对应的刻度减去物体起始位置对应的刻度即为所测物体的长度,还要估读到最小刻度的下一位。故被测物体的长度为

6. 单位换算

例6. 下列几个单位换算中正确的是( )

?

解析:本题是一道探究型试题,这类题型是中考的热点之一,它避免了传统题目枯燥、单一、呆板的考查方式。试题通过图形给考生提供信息,要求提出一种假设,然后进行验证,最后得出正确结论。将物理知识点、仪器操作方法等隐含在题目当中。只有对物理知识的深刻理解,对仪器正确使用及读数,才能得出正确的结论。本题先让学生经过目测得出结论(ab<cd),然后用刻度尺测量ab和cd的长度,得出ab=cd(隐含了刻度尺的正确使用)。通过比较目测结果与测量结果得出一条重要启示:视觉并不总是可靠的。

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