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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
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