人教版8年級物理上冊 第一章 機械運動

第1節 長度和時間的測量

教學目標

知識與技能：1、知道國際單位制中長度的單位；2、知道國際單位制中時間的基本單位，並知道它與其它單位的關係；3、知道測量存在誤差。

教學重點：1、刻度尺的使用和測量時間；2、單位的換算和特殊測量。

教學難點：1、單位的換算；2、刻度尺的使用方法。

教具準備

測長度工具：刻度尺、皮捲尺、三角尺、遊標卡尺、螺旋測微器等。

計時工具：石英鐘、電子手錶、機械停表、電子停表等。

教學過程

一、情景引入

學校每年都舉行田徑運動會，田徑賽分為田賽和徑賽兩類，在田賽中通常以距離的長短來論成績，這就要進行長度的測量，如圖甲所示；在徑賽中通常以時間的長短來論成績，這又要進行時間的測量，如圖乙所示。請大家思考，時間和長度的測量用到哪些工具？這些工具如何使用呢？

二、新課教學

探究點一 長度的單位

在國際單位制中，長度的基本單位是米（m）。在日常生活中，還常用到其它的長度單位：千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、納米（nm）。它們之間的換算關係是：1km＝10³m； 1dm＝10^-1m；1cm＝10^-2m；1mm＝10^-3m；1μm＝10^-6m；1nm＝10^-9m。

長度的估測

問題1：請目測一下黑板的長度。

（請幾5個同學目測，再用米尺實際測量，比較誰目測的結果更准。）

問題2：人們正常走路一步的距離大約為0.5m，以此為長度標準，估測教室的長度。

（請兩同學同時在教室中走路進行估測）

知識拓展

閱讀課本第11頁「小資料」，了解「米」的準確定義：光在真空中299 792 458(1) s內所經路徑的長度定義為1米。閱讀課本第13頁「小資料」，了解一些物體的長度或物體間的距離，形成感性認識。

探究點二 長度的測量

1．常用的長度測量工具

活動一 讓學生說出所知道的長度測量工具如刻度尺等，然後教師出示一些常用的測量工具(刻度尺、捲尺、三角尺、遊標卡尺、螺旋測微器)讓學生觀察。

活動二 觀察下圖刻度尺的外形回答下列問題：

(1)它的零刻度線在哪裡，是否磨損？

(2)它的量程是多少？

(3)它的分度值是多少？

在上圖所示的刻度尺中，其零刻度線在左端(離最左端邊緣有一小段距離)，沒有磨損，它的量程為0～8 cm，也就是說它最多能測8 cm的長度，它的分度值是0.1 cm。

教師強調：刻度尺的零刻度線如果磨損，要從一個清晰的整數刻度線量起。

2．使用刻度尺測長度的方法

活動 學生分組實驗，測量鉛筆的長度、圓柱體的高、木塊的長度、物理課本的長和寬等，教師及時糾正出現的問題，要求學會正確使用刻度尺。

歸納總結：正確使用刻度尺的方法可用四個字加以概括，即「選、放、讀、記」。

(1)選：在實際的測量中，並不是分度值越小越好，測量時應先根據實際情況確定需要達到的程度，再選擇滿足測量要求的刻度尺。

(2)放：即刻度尺的位置應放正，零刻度線對準被測物體的一端，有刻度線的一邊要緊靠被測物體且與被測物體保持平行(如圖甲所示)，不能歪斜(如圖乙所示)。

對於較厚的刻度尺，應使刻度線貼近被測物體(如圖丙所示)。零刻度線磨損時，要從其他清晰整數刻度線作為起始刻度測起，測量結果應該等於讀出的刻度值減去作為起始的刻度值(如圖丁所示)。

(3)讀：即讀數，視線要正對刻度線(如圖所示)；除讀出分度值以上的準確值外，還要估讀出分度值的下一位數值(估讀值)。圖中鉛筆長度為69.5 mm，其中69 mm是準確值，0.5 mm是估讀值。

(4)記：指記錄。記錄測量結果應包括數值和單位。圖中木塊長度為2.77 cm。

3.特殊長度的測量

（1）測量硬幣的直徑、硬幣的周長。探究：不能直接用刻度尺放在硬幣下進行測量，直徑的位置難以判斷，會使測量不準確。只能用間接的方法進行測量。

方法1(卡尺法)：如左圖所示，用直尺和三角板把硬幣緊壓在桌面邊緣；藉助兩把三角板和一把刻度尺來進行測量。或用一隻三角板和一把刻度尺，如右圖，用兩把三角板緊夾住硬幣， 均可從刻度尺上讀出硬幣的直徑d。根據公式L=лd 求出硬幣的周長。

方法2(滾輪法)：在紙面上畫一條直線，讓硬幣從某個記號開始，在紙面上沿直線滾動n周記下終點。測出線段長度s，先求出每周的周長L=s/n，再利用L=лd求出硬幣的直徑d=s/nл。

方法3（替換法)：把硬幣放在紙上，貼著邊緣用筆畫上一圈，再剪下對摺，然後用刻度尺直接測量圓的d，即為硬幣的直徑。根據公式L=лd求出硬幣的周長。

方法4(化曲為直法)：拿一紙條緊貼著硬幣邊包幾圈，用一大頭針在紙條上扎穿一個孔，然後將紙條展開平放，用刻度尺測出相鄰孔間的距離L，就是硬幣的周長。根據公式d=L/л求出硬幣的直徑。

（3）測量一頁紙的厚度，探究：紙的厚度為10 -4m,用毫米刻度尺測不出一頁紙的厚度，也測不出二頁紙厚度，但是能測出上百頁紙的厚度，而一頁紙的厚度只要把測出的厚度除以總張數就可以求出了。

(以多測少法)測量時取若干頁紙(紙的頁數要足夠多)，壓緊後，用最小刻度為毫米的刻度尺量出其總厚度L，然後將總厚度除以紙的頁數n，求出每頁紙的厚度l=L/n。

（4）測量細銅絲的直徑，測量道理與測量一頁紙的厚度相同(以多測少法)。

測量方法：找一支圓鉛筆，把細銅絲捋直，將金屬絲在鉛筆上依次密繞適當的圈數n，用有毫米刻度的刻度尺量出這個線圈的長度l，再將線圈長除以圈數所得的商就是金屬絲的直徑d=l/n 。

總結得出刻度尺的正確使用方法：刻度尺要貼近被測物體；刻度尺要跟所測物體的長度平行；讀數時視線要與尺面垂直；讀數時要估讀到分度值的下一位。

測量結果=數字+單位

問題1：如何測量一個碗口的周長？

思路：被測長度的特點：曲線；規則（圓）。測量方法：直接用捲尺測量；化曲為直：用細線繞碗口一周再拉直測量；利用圓周公式C＝2πr＝πd：兩把三角板一把尺子夾緊碗口即可量出直徑或用紙將碗口的圓描下，再將紙上的圓對摺即可測出直徑或利用幾何方法（有多種方法）找到直徑來測量。

問題2：我國第一條高鐵線——武廣高鐵，如何知道這條鐵路的總長度呢？

思路：被測長度的特點：距離太大，難以直接用刻度尺測量。測量方法：上網查找；藉助地圖間接測量。

說明：上述兩個問題先分析特點，方法讓學生討論後再一一評價。鼓勵學生多找方法，並儘量找到簡單實用的方法。

探究點三 時間的單位及測量

1、時間的單位

在日常生活中，除了經常進行長度的測量外，也經常需要對時間進行測量。在國際單位制中，時間的基本單位是秒（s）。在日常生活中，還常用到其他的時間單位：年（y）、天（d）、時（h）、分（min）、毫秒（ms）、微秒（μs）。它們之間的換算關係是：1h＝60min；1min＝60s；1s＝10³ms；1ms＝10³μs。

2、時間的估測

活動：（集體活動）：估測1分鐘的時間長度。（請三個同學上檯面向黑板，其餘同學當裁判，講台桌上的大時鐘面向「裁判」，教師喊計時開始，三名若認為1min時間到則舉手，比比看誰對1min的時間估測更准一些。）

3、時間的測量

講解：時間估測的結果精確度是不高的，當精確度要求高時，可以選擇適宜的時間測量工具進行測量。

活動4：（2人一組）：停表的使用。（教師先利用多媒體對停表的使用方法進行簡單講解，然後教師喊口令，學生按停表計時，請同學相互幫助，共同搞清楚停表的使用方法。）

探究點四 測量誤差

提出問題：為什麼測量值與真實值之間總會有差別？

教師講解：由於受所用的儀器、測量方法的限制和測量者的不同，所以測量值和真實值之間必然存在差別，測量值和真實值之間的差別叫做誤差，誤差是不可避免的。

交流討論：減小誤差有哪些方法？錯誤與誤差有什麼不同？

歸納總結：減小誤差的方法：多次測量求平均值，選用精密的測量工具，改進測量方法。

錯誤與誤差不同：錯誤是指不按實驗操作的有關規定的做法，是不正確的測量方法產生的，所以只要嚴格按要求去做，錯誤是可以避免的，而誤差是不可避免的。

三、板書設計

第1節 長度和時間的測量

一、長度的測量

1.常用測量工具；2.長度單位。

二、時間的測量

1.常用測量工具；2.時間單位。

三、誤差

誤差：測量值與真實值之間總會有差別，這種差別就是誤差。

錯誤：由於不遵守測量儀器的使用規則，或讀取、記錄測量結果時粗心等原因造成的。

兩者區別：誤差不能消除，但可以減小，例如多測量幾次。

錯誤可以消除。

四、教學反思

首先是導入新課，由學校每年都舉行田徑運動會，引出想辦法測出長度和時間，那麼長度和時間怎樣測量呢，很自然的引出今天的課題，學生也會覺得很自然，不會感到唐突。在處理長度的測量時，我不按常規的方法，老師先講如何操作，學生再動手操作。我覺得這樣不利於發展學生的獨特思維和創新思維，什麼都是老師怎樣講，學生怎樣做，根本不是探究實驗，而是驗證性實驗。我先讓「初生牛犢不怕虎」的學生根據自己多年來的經驗動手用自己的刻度尺測出一個身邊熟悉的物品的長度，然後報出數據，老師寫在黑板上，在學生得意時，告訴他們在物理上大家的讀數都是不準確的，一下子就激起了學生的好奇心，「為什麼」之聲則會不絕於耳，明顯看出學生的不服氣，這樣學生就會把所有的心思都放在教師的釋疑上，有利於重難點的突破。

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