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1第五章物体的运动（第一节长度和时间的测量）【学习目标】1．通过探究，知道测量的实质就是一种比较——将被测量与公认的标准进行比较．2．通过实践，了解刻度尺和秒表的使用方法，会正确使用刻度尺测量长度，用秒表测量时间；并能用多次测量求平均值的方法来减小误差。3．通过阅读，知道长度和时间的单位及其换算关系。4．通过学习，体会到“标准”的重要性，并对单位长度和单位时间有感性的认识。5．在“用刻度尺测量纸张的厚度”活动中，掌握测量微小量的方法，并培养动手、动脑的好习惯。【方法指导与教材延伸】1．单位、单位长度与国际单位制单位就是测量时的公认标准量。现代各国都使用国际公认的标准量，叫做国际单位制，其中长度的主单位是“米”（符号m），时间的主单位是“秒”（符号s），温度的主单位是“开”(符号k)，质量的主单位是“千克”（符号kg），力的单位是“牛”（符号N），电流的主单位是“安”（符号A）。单位长度是指长度单位前面加上“1”，既1个长度单位，如1m、1dm、1cm、1mm、1nm等。同理，单位时间有1s、1min、1h等，单位面积有1m2、1dm2、1cm2、1mm2等，单位体积有1m3、1dm3、1cm3等，单位质量有1t、1kg、1g、1mg等。2．刻度尺特点：（1）刻度均匀；（2）刻度线越细，越能够读准物体所对应的长度值；（3）不同尺的最小刻度可以不一样，最小刻度越小，测量越准确。如，厘米刻度尺的最小刻度是1厘米，测量就只能准确到1厘米；毫米刻度尺只能准确到1毫米。（4）不同材料的刻度尺由于热胀冷缩的影响，测量同一物体的长度时可能结果会不一样，这也是导致测量误差的因素之一，称为系统误差，测量时应注意减小。同样，由于尺的抗拉能力不一样，在拉力不同时，测出的结果也可能不同，测量中也应注意拉力的均衡。（5）不同尺的0刻度线位置也不一样，有的在顶点，有的在顶点空出约0.5cm，有的被磨损了，不过不要紧，只要测量时用终点对应的刻度值减去起点对应的刻度值作为物体的长度，就不会因为0刻度线而影响测量结果了。（6）不同尺的厚薄会不一样，但透明刻度尺的刻度总是在贴近物体的一面，使得测量时，刻度紧靠被测物体，而不透明刻度尺的刻度总在人能看到的一面，测量时必须将尺侧过来放，才能使刻度紧靠被测物体。（7）刻度尺可从普通与精密、能否弯曲、形状怎样、材料、透明与否、用途怎样等方面来分类。（8）你还会发现什么特点？23．刻度尺的使用；(1)工具选择：根据测量的要求选择合适的刻度尺．如测窗户高度应选厘米刻度尺等。(2)用前观察：①观察测量范围；②零刻度线的位置以及是否磨损；①刻度尺的最小刻度(3)测量过程：①放置：刻度尺的零刻度线与被测物体的一端对齐，刻度尺的刻度线紧靠被测物体，刻度尺要放正；②读数：视线正对刻度尺的刻度线，不可斜视．既要读出准确值，又要读出估计值；③记录：既要记录准确值，又要记录估计值，还要注明测量单位．4．误差(1)测量值与真实值之间的差异叫误差。误差是由于测量工具本身不十分精确或读数时估测不十分准确而产生的，任何测量中误差都是不可避免的（错误是应该避免的）。(2)选用精度更高的测量工具，改进测量方法，认真细心地进行测量，多测量几次求平均值等方法都可以减小误差．(3)对同一物理量多次测量，取平均值时应注意平均值与测得值的准确程度是一致的。5．时间测量（1）单位：国际单位制中主单位：秒(s)；常用单位：分(min)、小时(h)1h＝60min＝3600s（2）测量工具：钟表——机械钟表、电子钟表、秒表等．（3）机械秒表的用法a．认识大盘一圈表示30s还是60s，分度值是多少，认识小盘一圈表示多少秒，一格表示多少秒。b．旋动秒表中间按钮的顶端上发条，听到“嗒、嗒……”的声音。c．按下秒表中间按钮“启动”或“停止”d．按下旁边按钮“回零”。e．使用结束后按下秒表中间按钮“启动”，使发条放松。6．测量长度的一些特殊方法．（1）测多算少法——又叫“累积法”，适用于尺寸很小的物体．虽然无法用刻度尺直接测量，但可以将若干个相同物体叠放在一起，测出其总长度，再除以叠放物体的个数，就可以得到一个物体长度。如，测一张纸的厚度、测细铜丝的直径等都要用到。（2）替代法——这种方法适用于曲线的测量（又叫“化曲为直”）或很长距离的测量（又叫“倍数法”）．例如，测量地图上的铁路线和海岸线这类曲线的长度，用“滚轮法”测跑道的长度等。（3）平移法——这种方法适用于物体内部某一长度的测量，设法把这一长度从物体内部平移出来，再3用刻度尺测量．例如，测乒乓球的直径、测量某长方体对角线的长度等（又叫“配合法”）．【例题选讲】例1下列长度单位换算正确的是()A．380m＝3.8m×100m=380cmB．6.8km＝6.8×1000m＝6.8×103mC．12.5cm＝12.5×1/100＝0.125mD．5.4m＝5.4×10－9nm讲解检查单位换算是否正确，要看两个方面．一是看单位的进率关系对不对，二是看表达式是否正确地书写。答案A中的进率关系是正确的，但表达式不正确，正确的书写应是380m＝3.8×100cm=380cm。答案C中，运算过程中漏写单位；答案D中、进率关系错误。正确答案B．点评在进行单位换算时，正确掌握进率关系，书写换算过程不能漏写单位，也不能随意添加单位．例2下列情况中，不能用来测量物体长度的刻度尺是()A．零刻度线已磨损的B．量程比被测物体长度小的C．刻度不均匀的D．最小刻度不是毫米的讲解零刻度线已磨损的刻度尺可以重新选取其它的刻度线作为零刻度线(校正零点)；最小刻度不是毫米的刻度尺，只影响测量的精确程度，不会出现错误的结果，可用；量程小的刻度尺，可以用间接测量的方法扩大量程(如：用一根绳子和刻度尺配合)．只有刻度不均匀的刻度尺测量结果将发生错误。答案选C。例3有一位同学在测量一木块长度的实验中，得到如下记录：L1＝12.4lcm，L2＝12.42cm，L3＝12.44cm，木块的长度应取值多少?讲解多次测量求平均值能减少误差，3次测量的平均值即为木块的长度．因为在记录测量值时最后一位是估计值，求平均值时最后一位也应是估计值，估计值的位数保留多了仍是估计值，并不会变得更准确，所以，最后计算结果与测量值的有效数字位数相同，才能体现刻度尺的最小分度与测量值一致．所以木块的长度应取值为L＝（12.4l＋12.42＋12.44）cm/3＝12.42cm。点评任何测量工具使用前，一般先要仔细阅读、认真分析，透彻理解使用说明书，然后对照说明书的要求进行操作．测量时注意量程，读数时注意准确度，尽可能减少误差．例4如右图所示，这个木块的长度为AB=＿＿＿＿cm，这个测量结果的准确值是＿＿＿＿＿＿，估读值是＿＿＿＿＿＿，木块的长度合＿＿＿＿＿＿＿nm。讲解本题是用刻度尺测长度，从图给信息可知，这把尺的最小刻度值是1mm，在精确测量读数时，要估读到mm的下一位，即0.1mm。4因此，木块长度AB＝1.60cm，这个结果中准确值是1.6cm，估读值是0.00cm。由于1cm＝107nm，所以木块的长度合1.60×107nm。点评本题考查使用刻度尺正确读数和进行单位换算．使用刻度尺，除了解0刻度、最小刻度和量程外，还要看0刻度线是否有磨损，是否清晰，若有磨损或看不清楚，就可重新选择刻度尺上某一清晰的刻度线作为“0”刻度，此时，被测物体的长度应是刻度尺的读数与所选“0”刻度对应值的差值，用较大单位(或较小单位)表达测量结果时，可采用科学计数法，其数值的位数要保持不变．例5现有一个圆柱形封闭油桶，仅有一个钢卷尺(量程满足测量要求)、一支粉笔和一个重锤线，不许通过计算，不许打开油桶，要求直接测量出封闭油桶的上、下边缘上两点间的最大直线距离．请设计一个试验方案，说明具体方法．讲解由于题设条件的限制，我们必须把这一待测的距离想办法由桶内平移到桶外，这样就可以用卷尺直接量出它的长度了．①油桶直立在水平地面上，沿油桶的底边用粉笔在地上画一个圆；②将桶平移至与圆相切的位置，设切点为P(如图)；③利用重垂线找出切点P正上方的桶边缘上的点Q；④用卷尺找出过P点的圆的直径，确定直径另一点M的位置；⑤利用卷尺直接量出M、Q两点间的距离即为所求．【课本答案】1．分三步：一是测出正常步行时每一步走过的距离L0；二是测出校门到教室门的正常步行步数n，三是用步长L0×步数n求得校门到教室门的总长度L。2．分三下：一是测出自己10次脉搏的时间t0，二是测出正常步行从校门到教室时自己的脉搏跳动的次数n，三是估算步行的时间t＝nt0/10。3．注意“码”是法国的长度单位。答：A．男士成品服装尺码/cm分类小码（S）中码（M）大码（L）加大码（XL）身高165170175180胸围849096102腰围75818793臀围889092100B．女士成品服装尺码/cm分类小码（S）中码（M）大码（L）加大码（XL）身高155160165170胸围808488925腰围60646871臀围84889296C．鞋子尺码标准/cm中国鞋号/cm法国鞋号/码中国鞋号/cm法国鞋号/码213224.53921.5332540223425.54122.5352642233626.54323.5372744243827.5454．用弹性较差的软线复合在被测铁路线上，并做出起点和终点的标记，取下软线后拉直用刻度尺测量两标记间的长度，根据地图上的比例尺计算出被测铁路线的长度。5．自1791年至1983年，米的定义经历了四次重大的变迁。最初，人们采用的是自然基准，规定：1m是通过法国巴黎的地球子午线长度的四千万分之一．并于1792～1799年对子午线长度作了测量，制造出了米的基准器，称为“档案米”．1875年，由于经精密测量，发现“档案米”比米的子午线定义短了0.2288mm，因此，人们决定放弃米的子午线定义，而采取实物为基准，即以“档案米”为准，制成“国际米原器”，以此作为世界上最有权威的基准器。但实物基准有难以确保永久不变的缺点，而且保存不易．一旦毁坏不易复制，所以,20世纪以来，人们致力于研究应用自然光波来代替米原器．1960年．第十一届国际计量大会通过决议，规定：“1m等于氪-86原子的2p10和5d5能级之间跃迁所对应的辐射在真空中的1650763.73个波长的长度”．采用氪-86光波自然基准器，避免了应用米原器作基准的缺点，精度可达10－9m。激光出现后，由于它的优异性能，复现精度高．因此1983年第十七届国际计量大会决定采用：1m等于光在真空中1/299792458s的时间间隔所经过的距离．这就是米的现在新定义．【同步练习】1．国际单位制中，长度的主单位是＿＿＿符号是＿＿＿。时间的主单位是＿＿＿，符号为＿＿。2．测量长度的基本工具是＿＿＿，比它更精密的测量工具有＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿等。3．常用＿＿＿、＿＿＿作为测量时间的工具．常用＿＿＿＿作为测量体积的工具．4．进行下列单位换算：(1)0.48m＝＿＿＿＿＿＿＿＝＿＿＿cm(2)45mm＝＿＿＿＿＿＿＿＝＿＿＿nm．(3)5.66μm＝＿＿＿＿＿＿＝＿＿＿km(4)340m＝＿＿＿＿＿＿＿＝＿＿＿dm。(5)340cm2＝＿＿＿＿＿＿＿＝＿＿＿m2。(6)15cm3＝_________＿___＝＿＿＿m35．同一物体长度的五次测量记录是：17.82cm、17.83cm、17.8lcm、17.28cm、17.81cm。这五次测量记录中__________是错的，该物体长度的值应为_________cm。6．某学生在测量记录中忘记写单位，下列哪个数据的单位是cm()6A．一支铅笔的直径是7B．茶杯的高度是10C．物理书的长度是2.52D．他自己的身高是16.77．我国1元硬币的直径最接近于()A．2μmB．2mmC．2cmD．2dm8．甲、乙两位同学用最小分度值为毫米的刻度尺侧量同一物体的长度，甲记录的数据是23.00cm，乙记录的是23.0cm．记录数据符合要求的是()A．甲B．乙C．甲乙都符合D．甲乙都不符合9．如右图，被测物体的长度为＿＿＿＿＿＿m．10．用