学案5：1.1 长度和时间的测量

1.1 长度和时间的测量
学习目标：
1、知道测量的必要性。

2、知道国际单位制中长度和时间的单位及换算。

3、能根据日常经验或物品粗略估测长度,会选用适当的刻度尺正确测量长度。

能根据常见的周期现象估测时间,会选用适当的工具正确测量时间。

4、知道长度和时间的测量结果由数值和单位组成,知道测量有误差,取多次测量的平均值可以减小误差。

5、通过相关长度和时间的测量过程,激发操作兴趣,形成实事求是的科学素质及良好的实验习惯。

学习重点：
1、认识常用的计时工具和长度测量工具。

2、用刻度尺测量物体长度。

学习难点：
1、长度的间接测量方法。

2、误差和错误的区别
学习过程：
一、测量的必要性
生活中我们常通过眼睛直接判断物体的大小、长短。

上面左图的帽檐直径AB与帽子高度CD哪个较长？右图中，中心的两个圆哪个面积较大？先看看，再用尺量。

仅凭感觉判断距离的远近、长短、温度的高低……，不一定正确，更谈不上准确。

为了正确地认识周围的世界，准确地把握事物的特点，人们发明了许多仪器和工具。

这些仪器和工具帮助我们进行准确测量。

尺、钟、温度计等，都是我们熟悉的测量仪器或工具。

二、国际单位制——测量需要有统一的标准
传说有一个胖子和一个瘦子各用自己的腰围做标准，测量同一段布的长度，因结果不同
而互相争吵，这说明什么？
国际计量组织制定了_______________ ，这个____________________就叫国际单位制。

三、长度的测量
1、长度的单位
阅读课文第11页
①度的国际单位单位是_______ ，单位的表示符号是_______ ，常用单位是_______，
_______，_______，_______，单位的表示符号分别是_______，_______ ，_______ ，_______ 。

②位换算：1千米（km）=_______分米（dm）= _______厘米（cm）= _______毫米（mm）=
微米（µm ）=_______纳米（nm）
③了解“米”的准确定义：光在真空中1/299792458s内所经路径的长度定义为1米。

2、常用的长度测量工具
古代：100粒谷排列的长度规定为一尺；
找出身体的哪些部位可以做为“尺”。

①伸开手掌，从大拇指到中指指尖的距离，称为“一柞”。

②伸开两臂的长度，大约等于身高；人步行时，平均一步的长度；某一个手指的宽度等。

英国：国王亨利规定他的鼻子尖到他伸值手臂的中指尖的距离规定为一码；
在人类文明漫长的发展史中，一把平平常常的尺，作为量度物体长度的一种
测量工具，也经历了一个从低级到高级、从粗略到精确的发展过程。

（1）长度测量工具
（2）认识刻度尺：
3、刻度尺的使用
（1）会选：在实际的测量中,并不是分度尺越小越好,测量时应先根据实际情况确定需要达
到的程度,再选择满足测量要求的刻度尺。

训练：现有卷尺(分度值1cm)和游标卡尺(分度值0.1mm)根据需要选择测量下述物体所用的工具:
1、测量跳远长度需用_________。

2、测量一张薄纸的厚度需用_________。

（2）会认：使用前认清刻度尺的单位、零刻度线的位置、量程、分度值。

（3）会放：刻度尺要放正;有刻度的一边要紧靠被测物体，
与所测长度平行，不能倾斜。

（4）会看：读数时，视线与刻度尺尺面垂直。

（5）会读：读数时，要估读到分度值的下一位。

（6）会记：记录的测量结果应由准确值、估读值和单位组成
训练：准确值为：估读值为：
单位为：此时物体长度为：
训练1：如图所示，用刻度尺测量一木块的长度，则刻度尺所显示的木块的长度为____，其中，准确值为____，估计值为____．所使用的刻度尺的分度值为____，量程为____．
训练2：判断上面几幅图中的对错，对的打√，错的打×，并指出错误原因。

A: B: C: D: 刻度尺的正确使用归纳为六个字：
①选（量程、分度值）
②放（刻度尺贴近被测长度）
③看（视线与尺面垂直）
④读（用分度值作单位估计到下一位）
⑤记（数字、单位）
⑥算（多次测量取平均值）
训练：有五位同学都用一把长20cm，分度值为1mm的刻度尺测量某一物体的长度，五次测量的数据分别是1.24dm,1.25dm,2.24 dm, 1.242dm, 1.244dm,求该物体的长度。

4、分组实验。

结合课本12页实验，测量物理课本宽度。

物理课本的宽度
5、阅读课文第13页小资料,了解一些物体的长度或物体间的距离。

链球菌半径：地球半径：
训练：现有10 m，2 m，1 cm，1 mm，1μm共5个长度值，请选择其中一个对号入座．
壹角硬币的厚度接近于____，小手指的宽度接近于____，教室门的高度接近于____．
6、探究：不能直接用刻度尺放在硬币下进行测量，直径的位置难以判断，会使测量不准确。

只能用间接的方法进行测量。

方法一(卡尺法)：图1所示，用直尺和三角板把硬币紧压在桌面边缘；借助两把三角板和一把刻度尺来进行测量。

或用一只三角板和一把刻度尺，如图2所示，用两把三角板紧夹住硬币，均可从刻度尺上读出硬币的直径d。

根据公式L=лd 求出硬币的周长。

方法二(滚轮法)：在纸面上画一条直线，让硬币从某个记号开始，在纸面上沿直线滚动n 周记下终点。

测出线段长度s，先求出每周的周长L=s/n，再利用L=лd求出硬币的直径d=s/nл。

方法三(替换法)：把硬币放在纸上，贴着边缘用笔画上一圈，再剪下对折，然后用刻度尺直接测量圆的d，即为硬币的直径。

根据公式L=лd求出硬币的周长。

方法四(化曲为直法)：拿一纸条紧贴着硬币边包几圈，用一大头针在纸条上扎穿一个孔，然后将纸条展开平放，用刻度尺测出相邻孔间的距离L，就是硬币的周长。

根据公式d=L/л求出硬币的直径。

（1）测量一页纸的厚度
探究：纸的厚度为10-4m,用毫米刻度尺测不出一页纸的厚度，也测不出二页纸厚度，但是能测出上百页纸的厚度，而一页纸的厚度只要把测出的厚度除以总张数就可以求出了。

(以多测少法)测量时取若干页纸(纸的页数要足够多)，压紧后，用最小刻度为毫米的刻度尺量出其总厚度L，然后将总厚度除以纸的页数n，求出每页纸的厚度l=L/n。

（2）测量细铜丝的直径
测量道理与测量一页纸的厚度相同(以多测少法)
测量方法：找一支圆铅笔，把细铜丝捋直，将金属丝在铅笔上依次密绕适当的圈数n，用有毫米刻度的刻度尺量出这个线圈的长度l，再将线圈长除以圈数所得的商就是金属丝的直径d=l/n 。

训练1：如下图，能正确测量出硬币直径的是（）
训练2：将粗细均匀的金属丝在笔杆上密绕30圈，如图所示，线圈长度是______，金属丝直径是______。

训练2 训练3
训练3：小明测圆柱体周长时，先将圆柱体用纸条裹紧，用针在重叠处扎个孔，然后把纸条展开，如图:所示，圆柱体周长为______ cm，圆柱体直径为______cm。

四、时间的测量：
1、时间单位
阅读课文第13页
国际单位：______单位的表示符号______
常用单位：______、______
单位换算：1h=______min=______s
2、计时工具
（1）了解计时工具的发展变化过程。

在古代，人们用日晷、沙漏等器具来计时。

16世纪后，欧洲出现了有重锤的摆钟，近代机械式钟表就是在它的基础上发展起来的。

现代利用石英晶体制成了稳定、轻巧、方便的电子钟表，它们一天的偏差不超过0.5秒。

目前最准确的计时装置是天文台使用的原子钟，30万年的偏差只有1秒。

（2）学生交流课外收集的有关古代人和现代人测量时间的工具、测量方法。

3 、停表
（1）简介：表盘上上有长的秒针和短的分针，秒针转一圈的时间通常有30s 和60s 两种，常用的停表分度值也有两种：一种是0.2s ，另一种是0.1s ，停表上端的按钮是用来旋紧发条和控制表针转动。

（2）使用方法
用手紧握停表，大拇指按在按钮上，按停表分三步：
①第一次按下，表针开始走动
②第二次按下时，表针停止走动
③第三次按下时，表针回零
（3）使用停表注意事项
①使用前先上紧发条，但不宜过紧，以免损坏发条
②按表不要用力过猛，以免损坏器件
③回表后，如秒针不指零，应记下其数值，实验后从测量值中将其减
去
④不用时应及时将其放回盒内，并让其继续走动，以放松发条
训练：该停表所示的时间是 min s.
五、误差：
实验：两人分别用同一刻度尺测量课桌的长度。

思考：比较测量结果，对同一个测量值，其结果相同吗？若不同，其原因是什么？
______________________________________________________________________________
1、定义：___________________________________________________
2、误差产生的原因：由于仪器本身不可能做的非常精确，实验者对实验的观察总会有偏差，因此误差总是存在的，不能消灭，但尽量减小误差。

3、误差与错误的区别：________________________________________________________
4、怎样减小误差？____________________________________________________________ 水钟(滴漏)
火钟：
一炷香的工夫
训练1：测量时，测量工具越精密，误差就越____，但是误差是____避免(填“可以”或“不可”)的，为了减小误差，可以采用多次测量的____作为测量结果。

训练2：关于误差，下列说法中不正确的是( )
A．误差的产生和测量工具有关 B．真实值与测量值之间的差异叫做误差C．误差虽然不可避免，但可以尽可能减小 D．以上说法都不正确
训练3：关于误差，以下说法错误的是( )
A．误差是测量值和真实值之间的差异。

B．无论用什么精密的测量仪器，都不可能没有误差。

C．选用精密的仪器，改进测量方法，可减少误差。

D．误差是难免的，所以减少误差是不可能的。

扩展训练
1、要比较准确地测出京珠高速公路的里程，比较科学而简单的办法是( )
A．做一根分度值为1m，长为100m的长度的刻度尺进行测量
B．打开地图，根据图上给出的比例尺，然后用毫米刻度尺量出北京到珠海的距离
C．利用汽车行驶中里程表计数的变化
D．将公路等分成n段，测出每段的长度s，再由ns算出
2、小明在学校的田径运动会的跳远比赛中，奋力一跃，裁判用卷尺进行测量发现小明的成绩刚好打破了校纪录，但裁判长却没有认可这个成绩，而是拿来了一把钢卷尺进行了重新测量，你知道这是为什么吗？
3、从空中拍摄到一卫星发射基地的照片，它的长为8．2 cm，宽为4．1 cm．现已知照片与实物的比例是1∶200000，求该基地的实际长和宽各是多少?（物理与数学的综合）
4、小明了解到用刻度尺测物体长度时会有一些因素引起测量误差，其中刻度尺的温度变化
也是引起误差的原因之一，他想通过实验研究刻度尺长度随温度变化的情况。

（1）小明找来两把完全相同，长为20cm的钢尺，一把放在冰箱充分冷冻，一把放在阳光下长时间曝晒，再将两把钢尺互相测量，结果发现两把钢尺的长度几乎没有差异，请写出造成这种结果的原因（写出一条即可）：_________________________________________。

（2）他重新设计了如图所示的装置研究物体长度随
温度变化的情况．装置中AB是粗细均匀的铜棒，COD是可
绕O点转动的指针，实验时，A端固定不动，指针C端紧
靠在铜棒B端，当用酒精灯给AB加热时，小明可以通过
观察________________________分析金属棒受热时长度的变化。

装置中指针设计成CO段比OD段短，这对实验现象起到了_______作用。

（3）请你根据小明的实验提出一个值得探究的问题。

问题：____________________________________________________________________
4、参考答案：
（1）两把钢尺长度变化太小，简单的测量工具无法测量出微小的变化
（2）指针示数变化放大
（3）物体在温度变化时，物体的长度变化是否与材料（物体的自身长度、温度的变化大小等）有关？。