初中物理人教版八年级上册第一章 机械运动第1节 长度和时间的测量导学案

长度和时间的测量

1.观察一些典型的物理现象，初步了解观察的科学方法。

2.认识测量是实验探究的重要环节。

3.知道科学探究的一般步骤，了解安排这些步骤地原因。

（一）走进实验室：学习科学探究

    科学探究的基本步骤：

发现并提出问题

做出猜想和假设

制定计划和设计实验

通过观察、实验等途径来收集证据，评价证据是否支持猜想和假设

得出结论或提出新问题

（二）长度的测量

1. 长度的单位及测量

    （1）长度的单位

在国际单位制中（SI制）:米（meter）（ｍ）

常用的长度单位：千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）和纳米（nm）。

在我们的物理学中统一国际单位制。

长度单位的换算关系

1km＝103m                   1dm＝10-1m                 1cm＝10-2m

1mm＝10-3m                  1μm＝10-6m                1nm＝10-9m

    （2）正确使用刻度尺

测量长度的基本工具是刻度尺，常用的还有游标卡尺、螺旋测微器、卷尺等。

刻度尺的使用方法：

①使用前：做到三看，即首先看刻度尺的零刻度是否磨损，如已磨损则应重选一个刻度值作为测量的起点。其次看刻度尺的测量范围（即量程）。最后应看刻度尺的分度值。分度值代表的长度值不仅反映了刻度尺不同的准确程度，而且还涉及到测量结果的有效性。量程和分值应从实际测量要求出发兼顾选择。

②使用时：使用时应注意正确放置和正确观察。

<1>正确放置的关键是做到：刻度尺的零刻度线对齐被测对象的一边，必须放正重合，不能歪斜；刻度尺的刻度线必须紧贴被测对象，不能“悬空”。

<2>正确观察的关键是视线在终端刻度线的正前方，视线与刻面垂直，看清大格及小格数。

<3>正确记录测量结果

一般情况下应估读到分度值的下一位。如学生用三角尺最小刻度是mm，用它测量长2cm的长度，若正好对准在刻度线上时，正确记录应为2.00cm，其中2.0cm是尺面准确读出的数，由于有估读数，需在毫米的10分位上加“0”。

（3）长度单位的换算

应掌握km、m、dm、cm、mm、μm六种单位间的换算。

1.5m=1.5×100cm=150cm;

1.5m=1.5×1/1000km=0.0015km;

150cm=150×10-5km=1.5×10-3km.

（4）正确认识误差

①误差产生的原因来自于测量仪器的准确程度、实验原理的局限性、环境与人为的客观因素等。

②减小误差的途径：选用准确度较高的测量仪器，改进实验方法，熟练实验技能等。在一般实验中，减小误差的有效途径是取多次测量的平均值。

（5）在长度测量中，常遇到一些物体的长度不能直接用刻度尺测量，如球的直径、一张纸的厚度等。但是，根据具体情况采取不同的特殊方法是可以测出它们的长度的。下面是在测量中常用到的几种长度的特殊测量方法；

1>化曲为直：

2>以多测少或以少测多：

3>替代法：利用辅助工具（直角三角板）创造几何等量关系，然后进行测量。如：测量山的高度。

4>利用工具平移：

5>积累法。把数个相同的微小量放在一起进行测量，再将测量结果除以被测量的个数就得到一个微小的数量。如：测量一张纸的厚度，我们可以先测量相同的n (n要适量) 张纸的厚度为h，则一张纸的厚度d就是d=h／n。

三．控制变量法

    物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。

s=vt 即位移=速度*时间，这个公式可以用控制变量法来研究，就是说，知道“速度”、“位移”、“时间”，但为了研究出“位移=速度×时间”这个公式，我们要采用控制变量法。

研究的方法是这样的： 我们让一辆小车匀速行驶一段时间，然后看它的位移。为了研究位移跟“速度”、“时间”是什么关系，我们先让小车以不同的速度行驶相同的时间，比较两种情况下行驶的位移。

 题型一：长度的测量

例1. 用皮卷尺测量球场的宽度，记录的数据是25.36米，这个皮卷尺的最小刻度值是（    ）

A. 1mm                    B. 1cm

C. 1dm                    D. 1m

解析：本题要求“由数据推知刻度尺的最小刻度值”，根据的是记录数据的规则。根据规定，记录数据的最后一位是估计值，那么倒数第一位就是刻度尺的最小刻度值，本题中该位（数字“3”所在位）是十分之一米，也就是1分米，所以本题应选C。

正确答案：C

例2. 某人用学生三角尺测同一个木块长度时，记录下五组数据：①6.78cm，②6.74cm，③6.771cm，④6.93cm，⑤6.75cm。其中哪几个数据的记录是正确的？平均测量值是多少？

解析：第④组数据的准确数与其它四组不同，这肯定是读数错误造成的。由于学生三角尺最小刻度值为毫米，因此第③组数据记录到0.01mm时就出现了二位估读数，属无效数据。在计算平均测量结果时应排除无效的和错误的，同时仍应保留一位估计数，第二位应四舍五入。第三位不用出现。

正确答案：

答：第①②⑤组测量数据是正确的。木块的平均长度为6.76cm。

题型二：正确认识误差

例3. 下列说法中不正确的是（    ）

    A. 测量值与真实值之间的差异叫误差

    B. 认真测量可以避免误差

    C. 只要取平均值或使用精密测量工具就可以避免误差

    D. 误差是由于测量时没有遵守操作规则而引起的

解析：误差产生的原因来自于测量仪器的准确程度、实验原理的局限性、环境与人为的客观因素等。因此，任何测量中的误差是不可避免的。只能努力设法减小误差，不可能消除误差。误差与错误不同，错误是由于方法不当、人为主观因素（读错、记错等）造成的，因此在实验中错误应该避免也能够避免。

正确答案：选BCD

题型三：实际问题

例4. 手边有三把刻度尺，第一把分度值是1 dm，第二把分度值是1 cm，第三把分度值是1mm，请问哪把刻度尺最好，为什么？

解析：刻度尺的准确程度取决于它的分度值，但它还和测量时需要达到的准确程度有关，应该根据测量的实际需要选择刻度尺，在不知道具体的测量要求时，不能确定用哪把尺最好。

答案：不能说哪把刻度尺好。因为刻度尺的准确程度取决于它的分度值，但它还和测量时需要达到的准确程度有关，应该根据测量的实际需要选择刻度尺，在不知道具体的测量要求时，不能确定用哪把尺最好。

例5. 如图所示，用两种尺来测两个物体时记录数据应为：A图为__________cm，B图为__________cm。

解析：刻度尺使用前：做到三看，即首先看刻度尺的零刻度是否磨损，如已磨损则应重选一个刻度值作为测量的起点。其次看刻度尺的测量范围（即量程）。最后应看刻度尺的分度值。一般情况下应估读到分度值的下一位

正确答案：2.0     2.50

题型四：特殊测量方法的应用

例6. 如何测一张纸的厚度？

解析：由于一张纸的厚度非常小，比平常用的刻度尺的分度值还小，无法直接测出，但是我们通过学习知道可以以少测多，可测n张纸的厚度再除以n；测细铜丝直径可测出密绕后n匝的宽度再除以n

正确答案：取同样的纸1000张，然后测出其总厚度为D，则每张纸的厚度就为d＝D/1000

基础演练

   1.在km、m、cm 、μm中，长度的主单位是         ．学生用的刻度尺的分度值一般是          。

   2．光年是          的单位。（选填“时间”或“长度”）

   3．小明测量一块木块的边长如图17所示，则其测量值为        cm。

4. 完成下列单位换算：

（1）60μm＝       mm＝       nm。

（2）0.00026m＝       km＝       cm。

（3）0.5m2＝       cm2＝       mm2。

（4）3×104mm3＝       dm3＝      m3。

5. 王刚在做了一些测量后忘记了在记录的数据后标明单位，请你帮他补上适当的单位。

一张纸的厚度是7.3×10-2       ；

某同学的身高是15.8       ；

物理课本的长度是25.8l       ；

王刚左手大拇指指甲的宽度是12.9        。

  6.在用放大倍数为2×104倍的电子显微镜拍摄的某动物细胞结构的图片中，用刻度尺测得该细胞的直径约1.6cm，则该细胞的实际直径约为       m． 

  7. 如图所示，张晓用他自己的直尺（零刻线已磨损）测一木块的长度，他所用尺的分度值是       ，该木块的长度是       cm，合       μm．

8. 教室后面墙壁上挂着一幅中华人民共和国地图，所用的比例尺是1:600万，则在地图上长lcm的铁路线实际长度为       km，地图上lcm2的土地实际面积为      m2。

A. 刻苦学习，牢记课本知识

B. 分秒必争，认真完成作业

C. 注意观察和思考，勤于探究

D. 以上三种同时采用

9. 随着老城的改建，李奶奶家买了一套新居，新居客厅有一扇窗户，看上去窗户的高度好象比窗户的宽度长，在没有刻度尺的情况下，请你帮李奶奶设计一个比较窗户的高度与宽度长短的方法。写出你所用的器材和操作方法。

  10.使用刻度尺测量长度时，首先应仔细观察刻度尺，找出它的“O”线，最小分度值（即刻度尺的每一小格，也就是刻度尺的准确程度）和量程．并注意：

（1）使刻度尺有刻度线的一边    被测量的物体，并且尺的位置要放正；

（2）读数时，视线应与尺面   ．

（3）记录测量结果时，既要记录数字，又要注明  ．测量时，应估读到分度值的下一位，而且测量值应包括准确值和  值．

（4）请看图1-1-6，刻度尺的最小分度值为  ，物块的长度为   cm．

参考答案：1.m；mm 　　 2.距离  　　　3.2.3 

4. （1）6×；6× 　（2）2.6×；0.026

（3）5×；5× 　（4）3×；3×

5. mm；dm；cm；mm   　　　　　 　 6. 8×          

7.1mm；3.35；3.35× 　　　　　8. 60；600 

9.： 所用器材：一根没有弹性的长度适当的棉线和一只笔（钢笔或记号笔）。

操作方法是：用棉线分别测窗户的长度和宽度，在起点和终点处分别用笔做记号，就能知道窗户的长度和宽度的长短了。

10.紧靠；垂直；单位；估读；1mm；2.92

巩固提高

1. 体育老师想测量新整修过的学校操场的长度，请你帮老师从下面提供的器材中选择合适的测量工具（    ）

A. 长为40 cm，分度值为1 mm的钢尺

B. 长为1.5 m，分度值为1mm的塑料尺

C. 长为4 m，分度值为1 cm的钢卷尺

D. 长为30 m，分度值为1dm的皮卷尺

2、一支未使用过的2B铅笔的长度最接近于(      )

     A．10cm          B．20cm      C．1.3dm    D．80mm

3. 下图是用厚刻度尺测同一木块长度的四种方法，其中不正确的是（    ）

4. 八年一班有四位同学，分别用同一把刻度尺测同一支新的仙鹤牌HB圆铅笔的长度，记录数据如下，其中（    ）数据是错误的．

A. 171.2 mm    B. 1.712 dm    C. 0.01712 km   D. 0.1712 m

5. 为了验证温度对测量结果的影响，王旭用一把分度值是毫米的钢尺测量一本课外书

的宽度，然后把尺放在冰箱中，过一段时间后，他从冰箱中取出钢尺再一次测量此书的宽度，这个测量的结果与第一次的相比将会（    ）

1. 偏大    B. 偏小    C. 不变    D. 无法比较

6. 某同学用分度值是1 mm的刻度尺测一个物体的长度，先后用正确的方法测量三次，测得的数值分别是：13.46 cm、13.44 cm、13.44cm，测得的结果应表示为（    ）

A. 13.447 cm     B. 13.45 cm    C. 13.46 cm    D. 13.44 cm

7.将粗细均匀的金属丝在笔杆上密绕30圈，如图1-1-11所示，线圈长度是______，金属丝直径是______.

8、下列关于误差的说法，正确的是(     )

A．实验中的错误叫误差     B．误差是由于不遵守操作规则造成的

C．认真测量可以避免误差   D．选择精密仪器，改进实验方法，可以减小误差

9、减少测量误差的方法是（     ）

A、采用正确度数方法     B、只要选择精密的测量工具   C、只要多次测量求其平均值

D、既选择精密的测量工具，又多次求其平均值

10、用同一根刻度尺按正确方法测量一物体长度，共测了四次，其结果不同，这说明：（   ）

A、该物体的真实长度是不定的       B、这四次测量结果都是不可靠的

C、测量不可避免地有误差           D、测量次数多了反而得不到正确结果

11、关于误差的说法，下列叙述正确的是（    ）

A.真实值和测量值之间的差异叫误差。

B.多测几次求平均值，使用精密仪器和改进方法都可以避免误差。

C.误差就是实验中产生的错误。

D.同一个人用同一个测量工具对同一个物体测量几次，所得结果也会不同。

12、某同学用一把分度值为1mm的刻度尺来测量物体的长度，测量结果分别为17.81cm、17.82 cm、17.79 cm和17.68 cm，其中错误的是（    ）。

  （A）17.81 cm    （B）17.82 cm    （C）17.79 cm   （D）17.68 cm

参考答案1. D 2.B  3. ABD 4.C 5. A 6. B 7.5.00 cm  1.67 mm 8. D 9. C 10.  C  11.A  12. D

1. 一切奇妙的现象，都是有原因的，科学探究就是要找其中的原因及其     。     是科学发现的重要环节。

2. 走进实验室的首要目的是让大家              ，了解               。

3. 学习的目的            ，我们不仅要注意用学过的知识点         ；还可以利用家庭实验室搞一些           、        、        ，解决一些实际问题。

4. 进行下列单位换算

    8.75m＝      mm＝      km

            m＝         mm

5.一支新中华2B铅笔的长度大约为                                        （   ）

    A. 17.5mm   B. 17.5cm   C. 17.5dm    D. 17.5m

6. 某刻度尺测得物体的长度为25.76dm，则此尺的分度值为                    （   ）

    A. 1dm      B. 1cm      C. 1mm      D. 1m

7. 测量是物理实验的基本内容，对某一物理量的测量，需要测量仪器进行测量，对测量仪器选择的方法是                                                          （   ）

A. 任何测量仪器都可以      B. 根据需要选择

C. 规格较大的仪器          D. 精密度较高的仪器

8. 许多科学发现和重大发明都是从实验室得来的，由此说明实验室的作用是      （   ）

A. 科学探究的基础          B. 重大发明的基地

C. 科学发现的起源地        D. 提供观察物理现象的基地

9. 用一把刻度均匀但不标准的米尺，量得一桌边长为0.987m，用标准尺量得米尺的长度为1.020m，则桌边的实际长度是（   ）

    A. 1.000m    B. 1.007m    C. 0.985m    D. 0.987m

10. 在实验室中，小名要测量一水杯的体积和质量，他要用到的测量仪器为        （   ）

A. 刻度尺、秒表             B. 千分尺、天平

C. 量筒、天平             D. 量筒、弹簧测力计

11.如图10所示，物体A的长度为______cm；

12．下列数据最接近实际的是 (  )

A．人体的正常体温是38.5℃         B．你正常呼吸一次所用时间约1min

C．物理课本的宽度约18cm           D．答题用的签字笔的质量约为8kg

参考答案：1.规律，观察 　　　　2.认识各种仪器，仪器的使用规则

3.在于应用，解释现象，小发明，小设计，小制作

4. ，  ，    ，

5. B  6. B 7. B  8.A 9.B 10C 11.2.40  12.C

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1.在国际单位制中，长度的测量单位是       ，测量长度的基本工具是         。

2.测量任何物理量都必须首先规定它的      ，在物理实验中测长度往往都需要精确些，就要估读到         的下一位。

3. 四位同学用分度值为1分米的同一把刻度尺测量同一物体的长度，其中错误的测量数据是                                                                       （   ）

    A. 4.5dm     B. 45cm     C. 0.45m     D. 45mm

4. 1.60×106μm可能是  （   ）

A. 一个人的高度            B. 一本书的长度

C. 一个篮球场的长度        D. 一座山的高度

5. 在运动会跳远比赛中，用皮卷尺测量比赛成绩，如在测量时将皮卷尺拉得太紧，则测量值会                                                                     （   ）

   A. 变大     B. 变小      C. 不变       D. 都有可能

6. 现代是一个飞速发展的时代，是一个创新和发明的时代，那么你在努力学习的方法上采取的是                                                                   （   ）

7.如下图所示，该物体长度是　（   ）

A. 10.94cm    B. 10.9cm

C. 2.9cm      D. 2.94cm

8. 在学校运动会中测量跳高成绩时，应选取的合适的测量工具是　（   ）

A. 分度值是1cm的15cm皮卷尺

B. 分度值是1mm的1.5m钢卷尺

C. 分度值是1mm的米尺

D. 自制一根分度值是1cm的硬杆长尺

9. 一名粗心的学生在测量记录中忘记写上单位，下列记录结果中，哪一个数据的单位是米（   ）

    A.一名学生的身高为16.3

    B.一支铅笔的长度为0.175

    C.一本字典的厚度为3.5

    D.一枚一元硬币的厚度为1.9

10.某同学欲测量一根细铜丝的直径，他的实验步骤如下：

A.将细铜丝拉直，用刻度尺测出细铜丝的长度l1；

B.用刻度尺测出铅笔杆上铜丝绕圈总长度l2；

C.用铜丝的长度除以铜丝的圈数，即得细铜丝的直径d；

D.将细铜丝紧密缠绕在铅笔杆上；

E.数出缠绕在铅笔杆上细铜丝的圈n。

（1）以上步骤中，没有必要的步骤是_________，错误的步骤是____________，还缺少的步骤是：F. ________________。

（2）实验步骤的合理顺序应是____________。

参考答案：

1.米（m），刻度尺 　　　　2.单位，分度值

3.D　4.A 　5.B　 6.C 　7.D 　8.D 　9.B

10.（1）A　C　用铜丝圈的总长度l2除以铜丝的圈数n，即得细铜丝的直径d　（2）DEBF