本節課是人教版物理八年級上冊第一章第一節的內容,在講新課之前,同學們首先觀察一下這兩幅圖,然後回答以下兩個問題:
問題1. 圖①中的線是直的嗎?
問題2. 圖②中心圓大小一樣嗎?
仔細觀察後發現是不是很難用肉眼看出來?其實圖①中正方形的四條邊線都是直線,圖②中心圓大小是一樣大的。
為什麼會出現這樣的情況呢?現實告訴我們,只靠感覺器官去判斷,很難精確,而且有時會出錯。比如說,我們要比較距離的遠近、物體的輕重、時間的長短、溫度的高低等等,只靠感覺器官是不行的。
所以,要作出準確的判斷,得到精確的數據,必須用測量儀器來測量。
在本節課的學習中,我們需要特別注意以下幾點:首先要知道國際單位制中長度和時間的單位及其換算;其次會選用適當的工具測量長度和時間,也是本節課的重難點;最後要知道測量有誤差及減小誤差的方法。
01長度的單位
一、長度的基本單位
1. 長度的國際單位是米,符號m。
2. 其它常見長度單位及符號,分別有千米(km)、分米(dm)、釐米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、納米(nm)。
我們現在已經知道了長度的基本單位,那1m(dm、mm)到底有多長呢?
中學生伸出一隻手臂從一側肩膀到伸出手臂指尖的距離大約是1m,握緊拳頭的寬度大約是1dm,中指手指的寬度大約是1cm。
當我們想要知道某一物體長度時,可以藉助身邊已知長度的物體進行比較,這樣可以粗略估算出所求物體長度,因此要求我們平時多注意觀察身邊物體,巧記一些常見物體的長度,比如說,我們學校的課桌高度大約為80cm,八年級中學物理課本的厚度約為1cm,一個籃球的直徑大約為30cm等等。
二、常用長度單位之間的換算關係
巧記基本單位換算關係:
(1)記清單位之間大小關係:從大到小依次記牢(1km>1m>1dm>1cm>1mm>1μm>1nm);
(2)記憶時若暫時去掉單位dm和cm,其他單位之間相鄰單位進率為1000,其中單位dm、cm介於m、mm之間,這四個單位之間進率為10。
三、單位換算方法步驟
先「換」後「算」:不改變數字,利用等量代換將單位換算成我們需要的單位,之後進行數位化簡計算。
舉例說明:
前邊我們知道了長度的基本單位和換算,那麼我們如何用所學的知識去測量物體的長短呢?
02長度的測量
一、認識刻度尺是測量長度的基本工具
我們生活中常見的長度測量工具有:刻度尺、三角尺和捲尺,如下圖。
實驗室中,以上測量工具遠遠不能滿足我們的需求,需要用到較為精確的長度測量工具:遊標卡尺和螺旋測微器,如下圖。
二、觀察刻度尺
在觀察刻度尺的時候,我們需要注意一下幾點:
(1)它的零刻度線(測量長度工具、線段刻度標零的刻度線)在哪裡,是否磨損?
(2)它的量程(度量工具的測量範圍,由最小測量值和最大測量值決定)是多少?
(3)它的分度值(測量工具上相鄰的兩個刻度之間的最小格的數值)是多少?
仔細觀察上圖刻度尺,我們可以看到:它的零刻度線在左端(離最左端邊緣有一小段距離),沒有磨損;刻度尺量程為8cm;分度值為1mm。
三、正確使用刻度尺測量尺寸
測量的工具:刻度尺、皮尺、捲尺、螺旋測微器、遊標卡尺等等。
(1)選:在實際的測量中,並不是分度值越小越好,測量時應先根據實際情況確定需要達到的程度,再選擇滿足測量要求的刻度尺。
(2)放:即刻度尺的位置應放正,零刻度線對齊被測物體的一端,有刻度線的一邊要緊貼被測物體且與被測物體保持平行,不能歪斜。
(3)讀:即讀數,視線與刻度尺尺面垂直(如下圖所示);要估讀出分度值的下一位數值,圖中鉛筆長度為69.5mm,其中69mm是準確值,0.5mm是估計值。
(4)記:指記錄,記錄測量結果應包括數字和單位。下圖中木塊長度為2.78cm。
在這裡需要特別注意:分度值不同,讀數也不相同。上圖通過觀察刻度尺,很容易看出刻度尺分度值為1mm,物體長度讀數為2.78cm;再觀察下圖,你會發現這時刻度尺分度值變為1cm,此時物體長度讀數是2.7cm。
四、測量長度的特殊方法
想一想:如何測量鐵絲的直徑,一張紙的厚度?測圓、圓柱體的直徑和圓錐體的高?測地圖冊上的鐵路線長?
(1)累積法:這種方法是先通過測量測出多的,然後通過計算算出少的。
(2)卡測法:這種方法是通過刻度尺和三角尺相互配合,卡住被測物體讀出數據。
(3)等效替代法:這種方法適合不能直接求出長度的物體,需要藉助其他可以直接測量的物體等效替代。
03時間的測量
一、時間的基本單位:國際單位:秒(s);常用單位:時(h)、分(min)等。
其中,1 h = 60 min,1 min = 60 s。
二、時間測量工具:鍾、表;在運動場和實驗室經常用停表。
三、實驗:用停表測量時間
1.停表的使用方法:
第一次按下開始/啟動鍵時錶針開始轉動;
第二次按下開始/啟動鍵時錶針停止轉動,讀數;
第三最後按下復位鍵時錶針彈回零點。
簡記為:一啟動;二按停;三讀數;四歸零。
2.讀數:
要分別讀出分和秒並相加。大圈1整圈是30s,1大格是1s,所以每一小格是0.1s。小圈1整圈是15min,1大格是1min,所以每一小格是0.5min。
04誤差
一、定義:測量的數值和真實值之間總會有差別就叫誤差。
二、誤差的來源 (測量工具、測量方法、測量者):
1.測量時,要用眼睛估讀出最小刻度值的下一位數字,是估讀就不可能非常準確;
2.儀器本身不準確;
3.環境溫度、溼度變化。
三、需要注意:
1.誤差是不可避免的,誤差不可能消除,只能儘量的減小。
2.減小誤差的辦法:(1)多次測量取平均值;(2)使用精密的測量工具;(3)改進測量方法。
3.誤差不是錯誤:錯誤是由於不遵守測量儀器的使用規則,或讀取、記錄測量結果時粗心等原因造成的。錯誤是不應該發生的,是可以避免的,但誤差是不能避免的 。