第一节长度和时间的测量

第一章 机械运动 第一节 长度和时间的测量【教学目标】知识与技能1.知道国际单位制中长度和时间的单位；2.会选用适当的工具测量长度和时间；3.知道测量有误差及减小误差的方法。过程与方法1.体验通过日常经验或自然现象粗略估计长度和时间的方法；2.通过实验，学习刻度尺和停表的正确使用方法。情感态度与价值观1.通过学习简单的测量知识，体会测量在物理学中的重要性，养成细致、严谨的学习习惯；2.认识测量长度和时间的工具及其发展变化的过程，培养学生对科学技术的热爱。【教学重点】正确使用刻度尺测量长度、使用停表测量时间。【教学难点】测量长度时读取估计值。【教学准备】教师用：习题及图形（事先写或画在后黑板上）、刻度尺（量程01m,分度值1cm）、钢卷尺（量程02m,分度值1mm）、游标卡尺、螺旋测微器、石英钟、电子手表、J1202机械停表（精确度0.1s）、J1202电子停表（精确度0.01s）等。学生用：刻度尺（量程015cm或020cm,分度值1mm）、铅笔、金属块、J1202机械停表（精确度0.1s）、J1202电子停表（精确度0.01s）等。【教学过程】主 要 教 学 过 程教学环节及内容教师活动学生活动一、活动导入【活动设置】用眼睛观察课本P10上面两幅插图及后黑板图形，在课本图中帽檐直径AB、帽子高CD哪个较长？中心的两个圆面积一样大吗？在后黑板图中上下两根线段一样长吗？课本上插图 黑板上插图【提出问题】1.目测的结果是怎样的？2.用尺子量一量再比较，看看有何发现？【指出】为了准确判断线段的长短、面积的大小、时间的长短和温度的高低等，需要用仪器和工具进行测量。学生目测后回答问题1，答案预设：在课本图中，感觉帽子高CD比帽檐直径AB长；感觉上面中心圆面积大；在后黑板图中，感觉上面那根线段比下面的那根长。拿出刻度尺，动手测量。并且说出对比结果。（设计意图：感觉不可靠，测量有必要）二、新课讲授1.长度的单位（1）长度单位的符号(2)长度单位间的换算关系【过渡】测量任何物理量都必须首先规定它的单位 ，在国际单位制中，长度的基本单位是米（m）。【布置自学】1.阅读P15科学世界“国际单位制”。2.阅读“长度的单位”部分（P10-P11）。【提出问题】1在小学学过的长度单位有哪些？它们之间的换算关系是怎样的？2自学课本知道长度有哪些新的单位？它们同米的换算关系是怎样的？了解“国际单位制”。带着问题阅读，并交流归纳：长度的单位有米（m）、千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(m)、纳米(nm)。换算关系：1km=103m 1dm=10-1m 1cm=10-2m1mm=10-3m1m=10-6m 1nm=10-9m(3) 了解一些物体的长度或物体间的距离2长度的测量（1）长度的估测（2）长度的测量工具【反馈练习一】阅读课文P13 “小资料”，完成下列问题： 1.人头发直径约710-5m= m2.地球半径6.4106m= km3.珠穆朗玛峰海拔高度8.84443 =884443 （填上单位）【易错点剖析】进行单位换算时，易犯类似下列的错误：710-5m= 710-5 m106m=70m710-5m= 710-5106 =70m第一个式中用“106m”代换了前面的“m”，所以中间的“m”就不应该写了；第二个式中中间没写单位。进行单位换算时，正确的格式是数字不变，把相应的单位作等量代换：710-5m= 710-5106m=70m。思考回答：1.人头发直径约710-5m= 70 m2.地球半径6.4106m= 6.4103 km3.珠穆朗玛峰海拔高度8.84443km =884443cm（设计意图：对一些物体的长度或物体间的距离，形成感性认识，并能正确进行单位之间换算。）【问题情境设置】1.人们正常走路一步的距离大约为0.5m，以此为长度标准，估测教室的长度。2. 除了“一步”以外，人体的哪些部位还可以做为“尺”？3. 请目测一下黑板的长度。【总结并过渡】生活中长度估测的结果精确度是不高的，当精确度要求高时，可以选择适宜的长度测量工具进行测量。【提出问题】你知道测量长度的工具有哪些？【展示实物】两同学同时在教室中走路进行估测。思考并小组内交流归纳：1.“一搾”：伸开手掌，从大拇指到中指指尖的距离；2.“一庹”：伸开两臂的长度，大约等于身高。请5个同学目测，再用米尺（量程01m,分度值1cm）实际测量，比较谁目测的结果更接近测量值。根据生活经验和阅读课本P11-P12回答：刻度尺、卷尺、三角尺、游标卡尺、螺旋测微器等。（3）实验：用刻度尺测量长度【提出问题】观察下图刻度尺（或学生常用的刻度尺）的外形回答下列问题：(1)它的零刻度线在哪里，是否磨损？(2)它的量程是多少？(3)它的分度值是多少？ 【强调重点】刻度尺的零刻度线如果磨损，要从一个清晰的整数刻度线量起。【引导实验】组织学生进行分组实验，测量铅笔的长度、金属块的长度、物理课本的长和宽等，暴露出现的问题，教师及时纠正，引导学生能正确使用刻度尺。【归纳总结】正确使用刻度尺的方法可用四个字加以概括，即“选、放、读、记”。甲 乙 观察图示的刻度尺回答：在图示的刻度尺中，其零刻度线在左端（离最左端边缘有一小段距离），没有磨损，它的量程为08cm，也就是说它最多能测8 cm的长度，它的分度值是0.1 cm。（设计意图：使用任何测量工具时，首先观察它的零刻度线、量程和分度值，锻炼学生观察能力。）各组按要求测量，并总结出测量步骤和注意事项：（1）选：在实际的测量中,并不是分度值越小越好,测量时应先根据实际情况确定需要达到的精确程度,再选择满足测量要求的刻度尺。（2）放：即刻度尺的位置应放正，零刻度线对准被测物体的一端，有刻度线的一边要紧靠被测物体且与被测物体保持平行（如图甲所示），不能歪斜（如图乙所示）（4）测量长度时正确读取估计值。（5）使用刻度尺测长度的特殊方法 丙 丁 【以例代讲 突破难点】如图甲、乙所示，被测物体长度分为 、 。【难点剖析】用刻度尺测物体长度时，被测物体末端正好落在短刻度线上时，我们读的估计值为零，记录时也不能省略，如图甲所示，其读数应为2.50 cm，不能读作2.5cm，若长度在两刻线之间，我们读数时的估计值就不为零，记录时要把估读值记上，如图乙所示，物体的长度为2.42 cm读估计值时，要读到分度值的下一位，不能再向下读了，因为估读值本身已经不准确了，因此再向下读是没有意义的，不应读取【知识拓展】 1.小明用刻度尺和三角板按下图测一枚纽扣的直径，该刻度尺的分度值是 mm，纽扣的直径是 cm。（3）读：即读数，视线要正对刻度线（如图丙所示）；要估读出分度值的下一位数值，图中铅笔长度为69.5mm，其中69mm是准确值，0.5mm是估计值。（4）记：指记录，记录测量结果应包括数字和单位丁图中木块长度为2.77cm。（设计意图：通过亲身测量长度，感受正确使用刻度尺的方法）思考回答听讲解并在小组内讨论交流，深化认识，归纳总结出答案：2.50 cm；2.42 cm。思考交流：图中刻度尺的分度值是是1mm，所以其分度值是1mm；纽扣的准确值是1.1cm；估计值是0.00cm；纽扣的直径是：1.1cm+0.00cm=1.10cm。答案： 1；1.103. 时间的测量（1）时间的单位及换算关系（2）计时工具2. 给你如图所示的一段曲线，你能想办法测出这段曲线的长度吗？【反馈练习二】1.如图所示，用A、B两刻度尺测同一木块的边长，就分度值而言， 尺精确些，就使用方法而言， 不正确。用A尺测量出的物体长度是 。讨论交流：先找一段柔软的棉线，让棉线沿着曲线的形状附着在曲线上，在曲线两端处的棉线上做记号。然后将棉线取下，伸直。最后用刻度尺测出棉线上两个记号间的长度，就是曲线的长度。（设计意图：渗透测长度的特殊方法等量替代法、化曲为直法。）讨论交流：刻度尺A分度值是1mm，刻度尺B分度值是0.2mm，分度值越小测量越精确，因此刻度尺A精确些。刻度尺B有刻度的一侧没有靠近被测木块，使用方法错误。被测木块的末端恰好落在短刻度线上，此时长度准确值为2.2cm，估读值为0.00cm，所以木块长为2.20cm。答案：A； B； 2.20cm（或22.0mm）【过渡】在日常生活中，除了经常进行长度的测量外，也经常需要对时间进行测量。【提出问题】1.你知道的时间单位有哪些？时间单位之间的换算关系是怎样的？2.测量时间的工具有哪些？【归纳强调】1.时间的单位：秒（s）、分钟（min）、小时（h）。换算关系是： 1 h60 min 1min60 s 2.计时工具：运动场和实验室用机械停表、电子停表。讨论回答：（1）时间单位：在国际单位制中，时间的单位是秒，符号为s除了“秒”之外，常用单位还有小时（符号h），分钟（符号min）它们之间的换算关系是： 1 h60 min 1 min60 s 1 h3600 s（2）计时工具：古代人用的计时工具有日晷、沙漏；现代生活中使用的各种钟、表；运动场和实验室常用机械停表、电子停表。（3）时间的估测（4）实验：用停表测量时间。【设置活动】估测1分钟的时间。请三个同学上台面向黑板，其余同学当裁判，讲台桌上的时钟面向“裁判”，教师喊计时开始，三名若认为1min时间到则举手，比比看谁对1min的时间估测更准一些。【示范停表的使用】以实验室J1202机械停表为例。A B 停表是一种测时间间隔仪器。实验室机械停表J1202的外形如上图所示，A为归零按钮，B为计时控制按钮。第一次按下B时表针开始转动,第二次按下B时表针停止转动,这时开始读数，最后按下A时表针弹回零点。简称：一按启动；二按停；三读数；四归零。机械停表在读数时，要分别读出分和秒并将它们相加。机械停表的大圈1整圈是30s，1大格是1s，每大格又均匀分成10个小格，所以每一小格是0.1s。小圈1整圈是30min，1大格是5min，每大格又均匀分成10个小格，所以每一小格是0.5min。小圈指针指示是6.5min偏后位置，大圈指针指示是19.8s，因此读数是6min49.8s。【引导实验】组织学生按课本步骤进行分组实验，对暴露出现的问题，教师及时纠正。按要求进行，感受“1分钟”。先听讲明白后亲手操作，熟悉机械停表的使用。小组内同学相互帮助，共同搞清楚电子停表的使用方法。学生认真阅读说明书,摸索按钮的功能和使用方法。练习使秒表启动、停止和回零,并正确进行读数。各组学生按要求进行课本P14实验步骤（2）。【反馈练习三】如图所示机械停表读数是 min s。答案 3min38.30s讨论回答：机械停表的大圈1整圈是60s，1大格是1s，每大格又均匀分成10个小格，所以每一小格是0.1s。小圈1整圈是15min，每一小格是0.5min。小圈指针指示时间超过3.5min，大圈指针指示是38.30s，因此读数是3min38.30s。4.误差【提出问题】 1.为什么测量值与真实值之间总会有差别？2.减小误差有哪些方法？3.错误与误差有什么不同？【归纳总结】 1.由于受所用的仪器、测量方法的限制和测量者的不同，所以测量值和真实值之间必然存在差别，测量值和真实值之间的差别叫做误差，误差是不可避免的。2. 减小误差的方法：多次测量求平均值 ，选用精密的测量工具，改进测量方法。3.错误与误差不同：错误是指不按实验、操作的有关规定的做法。是不正确的测量方法产生的，所以只要严格按要求去做，错误是可以避免的，而误差是不可避免的。【反馈练习四】有五位同学，使用同一把刻度尺测量同一个物体的长度，他们测量的结果分别是：187.6；187.5；187.8；187.65；187.7则下列说法中正确的有（）A测得这个物体的长度应为188.0B测得这个物体的长度应为188.7C这五次测量结果中误差最小的是第次D这五次测量结果中误差最小的是第次学生思考并阅读课本P14下面内容，交流讨论总结。思考交流：由此题中数据看，所用刻度尺最小分度为mm，用mm作单位小数点后应估读一位。则第四个读数187. 65错误其它四个读数分别为：187.6；187.5；187.8；187.7，它们的平均数为187.65mm，在这里只平均值有效数字个数应该与测量值有效数字个数相同，则物体的长度应为187.7mm，综上所述，应选D。三、课堂小结回顾本节课“你学到了什么？”。学生讨论发言，梳理本节知识要点，见附件1。四、课堂检测老师巡视、讲评。完成检测题，见附件2。五、布置作业动手动脑学物理1、2、 4。课后完成。【板书设计】第一课时131.长度的单位及换算：1km=103m 1dm=10-1m1cm=-10-2m 1mm=10-3m1m=10-6m 1nm=10-9m2. 长度的基本测量工具：刻度尺3. 正确使用刻度尺：选：根据测量要求，选择适当量程及分度值的刻度尺放：零刻度线与被测物体一端对准，刻度线紧贴被测物，刻度尺要与被测物体平行；读：视线正对刻度线，读数时要估读到分度值的下一位；记：数字+单位第二课时1. 时间的单位：秒（s）2.实验室及运动场用测量时间工具：停表（机械停表、电子停表）3. 正确使用停表：一按启动；二按停；三读数；四归零4.误差：测量值与真实值之间的差别叫误差5.减小误差的方法： 多次测量求平均值；选用精密的测量工具；改进测量方法。【教学反思】 一、案例的“亮点”1.这节课我采用了“小循环多反馈”的教学模式，把讲练有机结合起来。对于每一循环的新授知识，趁热打铁，及时反馈，学生既能随时巩固，教师又能了解学生掌握情况，以便及时调整教学，从而使教学过程有时效性和韵律感。2.本节课的重点是正确使用刻度尺测量长度、使用停表测量时间，考虑学生有一定知识基础，教师只作适当的引导，尽量让学生独立完成知识点的学习，关注学生学习方式的多样化，如实验探究、交流讨论、自学、阅读、请教老师（同学）、分析原因等。本课难点是测量长度时读取估计值，通过例题讲解、交流讨论、习题训练逐渐得以突破。二、教学中易出现的问题1.由于第一章第一节的内容学生有生活经验的基础，感觉学起来较轻松，容易产生浮躁心理，少数学生重视程度不够。2.少部分学生对于测量长度时读取估计值仍有困难。附件1：长度和时间的测量长度的测量时间的测量误 差长度的单位及换算正确使用刻度尺 特殊方法时间的单位及换算正确使用停表测时间附件2： 检测题1.以下数据，最接近一间普通教室的天花板距该教室地面的高度的是（）A.5.5m B.3.5m C.2.0m D.1.5m2.下列各过程经历的时间最接近1s的是（ ）A人眼睛迅速一眨B人心脏跳动一次C人正常呼吸一次D人打一个呵欠3.一个皮尺，用力拉伸后去测量课桌的长度，则测量的结果比真实值()A偏大 B偏小 C相等 D无法判断4.下列有关误差的说法中正确的是（）A多次测量取平均值可以减小误差B误差就是测量中产生的错误 C只要认真测量，就可以避免误差 D选用精密的测量仪器可以消除误差5.用刻度尺测量一物体长度，如图，正确的是（） 6.如图所示，晓军测量的A、B、C三个物体的长度分别为 cm、 cm、 cm。C34578cmmmB7.西集中学九年级学生进行30m跑训练，用机械停表记录成绩，如图所示，这个机械停表读数是 min s。 8.活动与探究 推断比萨斜塔的高度意大利的比萨斜塔600多年来“斜而不倒”。300多年前物理学家伽利略在塔上做了著名的自由落体实验，使其更加充满了神奇的魅力，吸引着世界各地游客纷至沓来。斜塔究竟有多高呢？下图为比萨斜塔的正面照片，请你仔细观察图片，利用图片所提供的信息，推断测算出斜塔实际高度，并简单说出推断理由。解析与答案1. 解析：一个初中学生的身高可取1.6m（也可大些或小些），手向上伸直可达2m通过目测可以发现，一个人将手向上伸直，离顶还有较大一段距离（约1m），故可以判断天花板高度应在3m左右。答案：B2. 解析：本题考查学生对1s的感性认识。根据生活经验，人迅速一眨用时小于1s，而人正常呼吸一次或一个呵欠的时间大于1s，故选B。答案：B3. 解析：皮尺拉伸后，上面每条刻线间的距离都增大了，因此物体所对应的刻度数减少，使测量结果偏小。答案：B4. 解析：多次测量取平均值就是为了减小误差，A符合题意；误差和错误产生的原因不同，B不符合题意；误差是不可以避免的，C不符合题意；误差是不可以避免的，D不符合题意；答案：A5. 解析：A图中刻度尺的零刻度线未与被测物体的边缘对齐，故本选项错误；B图中的刻度尺没有放正，故本选项错误；C图中刻度尺有刻度线的一侧未紧贴被测物体，故本选项错误；D图中刻度尺有刻度线的一侧紧贴被测物体，而且放正，零刻度线与被测物体的边缘对齐，故本选项正确。答案：D6.解析：图甲中的刻度尺每一大格为1cm，1小格是1mm（即分度值），物理中测长度要求估读到分度值的下一位。被测木块A长度准确值为3.2cm，估计值为0.07cm，所以木块长为3.27cm（3.26cm、3.28cm也对）。被测木块B的末端恰好落在短刻度线上，此时长度准确值为3.4cm，估计值为0.00cm，所以木块长为3.40cm。被测木块C的末端恰好落在长刻度线上，此时长度准确值为4.0cm，估计值为0.00cm，所以木块长为4.00cm。答案： 3.27cm（3.26cm、3.28cm也对）；3.40cm ； 4.00cm 7. 解析：机械停表的大圈1整圈是30s，1大格是1s，每大格又均匀分成10个小格，所以每一小格是0.1s。小圈1整圈是30min，1大格是5min，每大格又均匀分成10个小格，所以每一小格是0.5min。小圈指针指示是0min，大圈指针指示是5.4s，因此读数是0min5.4s。答案： 0min5.4s8. 解析：一般人的身高约为1.7m，选取人的身高作为推算的依据。观察图片，测量图片中某人的高度约为2.0mm，实际测量图片塔高646mm，设塔高为 H，则根据比例知识可知：答案: 54.9m