【學習目標】
1．科學探究的幾個環節；
2.認識時間和長度的測量工具及國際單位；
3．會正確使用相關測量工具進行測量，並正確記錄測量結果；
4.知道測量長度的幾種特殊方法；
5.知道誤差與錯誤的區別。
【要點梳理】
要點一、希望你喜愛物理
1、物理學就在你我身邊
物理學是研究聲、光、熱、力、電等各種物理現象的規律和物質結構的一門科學。
2、科學探究的工具
儀器是科學探究的重要工具，測量是物理實驗的重要內容，下面介紹幾種常見的測量儀器。
3、科學探究的環節
科學的核心是探究，科學探究是科學學習的重要方式。科學探究源自問題的發現，經歷的過程是：提出問題—猜想與假設—設計實驗、制定計劃—交流與合作—進行試驗、收集證據—分析論證—評估。
要點二、長度的測量
人的直覺並不可靠，要得到準確的長度需要用工具進行測量。
要點詮釋：
1．長度的單位及其換算關係
①國際單位：米
常用單位：千米、分米、釐米、毫米、微米、納米
②單位符號及換算
千米(km) 米(m) 分米(dm) 釐米(cm) 毫米(mm) 微米(μm) 納米(nm)
1km=1000m=103m 1m=10dm=100cm=1000mm=103mm
1mm=103μm 1μm =1000nm=103nm
2．測量工具：
①刻度尺(最常用)；
②精密儀器：遊標卡尺，雷射測距儀。
3．刻度尺的正確使用
①看：看清刻度尺零刻度線是否磨損； 看清測量範圍(量程)；看清分度值(決定了測量的精確程度)。
②選：根據測量要求選擇適當分度值和量程的刻度尺；
③放：刻度尺的刻度線緊靠被測長度且與被測長度平行，刻度尺的零刻度線或某一整數刻度線與被測長度起始端對齊；
④讀：讀數時視線要正對刻度尺且與尺面垂直；要估讀到分度值的下一位；
⑤記：記錄結果應包括數字和單位，一個正確的測量結果包括三部分，準確值、估計值和單位。
要點三、測量長度的幾種特殊方法
對於無法直接測量的長度，需要採用特殊方法。
1．化曲為直法(棉線法)
測量曲線長度時，可讓無伸縮性的棉線與曲線完全重合，作好兩端的記號，然後把線輕輕拉直，用刻度尺測量出長度，就等於曲線的長度。
2．累積法：
對於無法直接測量的微小量的長度，可以把數個相同的微小量疊放在一起測量，再將測量結果除以被測量的個數，就可得到一個微小量的長度。
3．滾輪法：
用已知周長的滾輪在待測的較長的直線或曲線上滾動，記下滾動的圈數，則被測路段的長度等於圈數乘以周長，例如測量池塘的周長，某段道路的長度等。
4．截取法(化整為零)：
被測物體的長度很大時，可先測出其中一小段，然後找出它們之間的倍數關係，從而算出物體的總長度。
5．替代法：
當一個物體的長度無法直接測量時，可用與它長度相等的物體來代替。
要點四、時間的單位和測量工具
在古代人們就學會了利用自然界的某些有規律的變化作為測量時間的單位，比如晝夜的交替、季節的變化、月圓月缺等等。隨著科技的發展人們確定了更加穩定並讓世界各國人民都能夠接受的標準，並有了更加先進的測量工具。
1．時間的單位：國際單位是秒(s)，常用的時間單位還有時(h) 分(min) 毫秒(ms)，
它們之間的換算關係是，1h=60min，1min=60s，1h=3600s，1s=1000ms。
2.時間的測量工具
(1)在物理實驗中常用停表來計時，停表與普通表不同之處：普通表的時針、分針和秒針是在不停地走動，而停表指針可走可停，在使用停表之前要觀察一下秒針的走動情況，使用停表先按動啟動按鈕，停表開始計時，再按停止按鈕停表即停止，顯示時間間隔。
(2)使用機械停表測量時間應該注意：
①使用前先上緊發條，但不要過緊，以免損壞發條；
②注意調零；
③按表時不要用力過猛，以防損壞機件。
（3）古代有日晷、沙漏、水鍾等。近代有機械鐘、石英鐘，現在有電子表、光電計時器。
要點五、誤差與錯誤
測量值與真實值之間的差異叫做測量誤差，簡稱誤差。
1．誤差：測量方法、測量工具、測量環境和測量者的不同，都會影響測量結果，所以誤差是不可避免的。減小誤差的方法：可以通過選用精密儀器，改進測量方法來減小誤差，而多次測量求平均值是我們實驗室做實驗時常常採用的減小誤差的方法。
2．錯誤：因不遵守測量儀器的使用規則，測量方法錯誤。錯誤是不該發生的，採用正確的測量方法便可以避免；錯誤不叫誤差，誤差也不是錯誤。
【典型例題】
類型一、科學探究
1、同樣的一杯熱水，室溫高時冷卻得慢，室溫低時冷卻得快．老師要求同學們針對這一現象，提出一個問題．下面是四位同學的發言，其中較有價值且可探究的問題是（ ）
【思路點撥】解決此題要結合科學探究的主要環節進行分析，結合改變物體內能的方式提出問題。
【答案】B
【解析】此題現象是一杯熱水，室溫高時冷卻得慢，室溫低時冷卻得快；所以可以提出的問題是：「熱水冷卻的快慢與它的質量、它與環境的溫差有什麼關係？」；ACD三位同學的發言都不夠全面，B選項較有價值。
【總結升華】解決此類問題要結合題意聯繫物理中所學知識的提出問題。
舉一反三：
【變式】不同物體吸收太陽輻射能力不同，小明認為它可能與物體的顏色有關，於是，他將幾個完全相同的物體塗上不同顏色放在太陽下，測出相同時間內物體升高的溫度，就「小明認為它可能與物體的顏色有關」這一環節而言，屬於科學探究中的（ ）
類型二、長度的測量
2、身高160cm的小明，利用自己的身體特徵進行了以下估測，接近真實值的是（）
A．教室寬5臂展，約8m（臂展：兩臂左右平伸時，兩手中指尖之間的距離）
B．教室長10步幅，約30m（步幅：走路時，兩腳尖之間的距離）
C．課桌長4拃，約2.8m（拃：張開手，拇指尖到中指尖之間的距離）
D．物理課本厚1指寬，約10cm
【思路點撥】此題考查對生活中常見物體長度的估測，結合對生活的了解和對長度單位的認識，選出符合實際的選項即可。
【答案】A
【解析】教室的寬一般接近10m；故8m符合生活實際；故A正確；教室的長度一般在15m左右，達不到30m；故B錯誤；單人課桌長在1m以內，雙人課桌長在1.5m左右，不會達到2.8m；故C錯誤；物理課本厚約1cm，達不到10cm；故D錯誤。
【總結升華】題目考查了學生對生活中常見物體長度的估測，結合對生活的了解和對長度單位的認識，選出符合實際的選項即可。
【變式】在下面各題中填上合適的單位
1、教室門的高度約20（ ）
2、課桌的高度約750（ ）
3、常用原子筆的長度約1.5（ ）
4、物理課本中一張紙的厚度約70（ ）
5、教室每層樓高約33 （ ）
6、一位中學生的身高約16.5 （ ）
7、練習冊的長度約為0 .22 （ ）
【答案】1、dm；2、mm；3、dm；4、μm；5、dm；6、dm；7、m
3、（2020湘潭中考）圖中，物體的長度為___________cm。
【思路點撥】使用刻度尺時要明確其分度值，起始端從0開始，讀出末端刻度值，就是物體的長度；起始端沒有從0刻度線開始的，要以某一刻度線為起點，讀出末端刻度值，減去起始端所對刻度即為物體長度，注意刻度尺要估讀到分度值的下一位。
【答案】3.55
【解析】由圖知：刻度尺上1cm之間有10個小格，所以一個小格代表的長度是0.1cm=1mm，即此刻度尺的分度值為1mm；物體左側與0刻度線對齊，右側在3.5cm和3.6cm之間，估讀為3.55cm，所以物體的長度為L=3.55cm。
【總結升華】解答這道題目要注意三點：1、被測物體沒有和零刻度線對齊，而是和整刻度對齊，讀數時要注意；2、看清楚分度值，必須估讀到分度值的下一位；3、最後記錄數據時要帶上單位。
【變式】下圖是測量圓的直徑的一種方法，如果刻度尺的分度值是mm，則該圓的直徑d大約是_________cm，其中你的估計值是____________cm。
【答案】1.26；0.06
類型二、時間的測量
4、在下列四個事件中，經歷時間最接近一秒鐘的是（ ）
A、人眨一下眼
B、人在安靜時呼吸一次
C、人在感冒時打一個噴嚏
D、人在做劇烈運動時（如快速蹬樓）脈搏跳動一次
【思路點撥】結合生活實際對各選項進行判斷即可。
【答案】D
【解析】A、眼睛迅速眨一次，大約用時0.1s，不符合題意；
B、人在安靜時正常呼吸一次，大約用時3s左右，不符合題意；
C、由於個人的情況不同，在感冒時打一個噴嚏經歷的時間也會有所不同，但遠大於1s，不符合題意；
D、人在做劇烈運動時心臟一分鐘跳動60-100次，因此脈搏跳動一次大約需要1s左右，符合題意。
【總結升華】在物理的實際應用中，估測的運用是廣泛的，因此對日常生活中的一些物理量應該有清楚的認識。
5、（2020霑益縣模擬）如圖所示，秒表的讀數為__________s。
【思路點撥】秒表的中間的錶盤代表分鐘，周圍的大錶盤代表秒，秒表讀數是兩個錶盤的示數之和。
【答案】337.5s
【解析】由圖知．在秒表的中間錶盤上，1min中間有兩個小格，所以一個小格代表0.5min，指針在「5」和「6」之間，偏向「6」一側，所以分針指示的時間為5.5min=330s；
在秒表的大錶盤上，1s之間有10個小格，所以一個小格代表0.1s，指針在7.5s處，所以秒針指示的時間為7.5s，即秒表的讀數為330s+7.5s=337.5s。
【總結升華】秒表要先讀出內小錶盤的讀數，再讀外錶盤的示數，並注意各錶盤的分度值。
類型三、誤差
6、判斷下列說法的正確與錯誤：
（1）不遵守測量的操作規則會造成誤差 （ ）
（2）零刻線磨損的尺也可以使用 （ ）
（3）測量中，誤差和錯誤都是不允許的 （ ）
（4）求平均值時，小數點後保留的位數越多越好 （ ）
【答案】①×；②√；③×；④×
【解析】（1）不遵守測量的操作規則會造成錯誤，而不是誤差。故（1）錯誤。
（2）零刻線磨損的尺也可以使用，只是在測量的時候，從其它的整數刻度測起。故（2）正確。
（3）測量中，錯誤都是不允許的，誤差，是不可避免的。故（3）錯誤。
（4）求平均值時，小數點後面的位數和測量值相同，多餘的用四捨五入的方法取捨，而不是越多越好。故（4）錯誤。
【總結升華】本題主要考查學生對減小誤差的方法以及刻度尺的正確使用的了解和掌握，是一道基礎題。
舉一反三：
【變式】（2020阿城區一模）小明用刻度尺正確操作，測得某物體的長為12.3cm，關於該測量結果，下列說法中正確的是（多選）（ ）
【答案】BC