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走 进 实 验 室

测量

【学习目标】
　　1．认识时间和长度的测量工具及国际单位；

2. 会正确使用相关测量工具进行测量，并正确记录测量结果；

3．知道测量长度的几种特殊方法；

4. 知道误差与错误的区别。

【重点难点】

  1．认识时间和长度的测量工具及国际单位；

2. 会正确使用相关测量工具进行测量，并正确记录测量结果；

3．知道测量长度的几种特殊方法；

4. 知道误差与错误的区别。

【要点梳理】

要点一、科学探究

1、观察是科学发现的重要环节

科学发现往往源于用心的观察与研究，只有具备有准备的头脑，科学发现才有可能降临。在很多情况下，观察会受到环境与心理等各种因素的影响，单凭我们的感官进行观察还不能对事物做出可靠的判断，因此经常要借助于一些仪器和工具来帮助我们做出准确的判断。更多情况下，科学观察是通过精密计划或研究后进行的。科学研究中，人们在观察到一些现象后，往往不满足于停留在只进行观察上，而更想知道这些现象是否会反复出现，以及其中的道理。为此，人们需要进行反复观察和精确测量，并进一步设计各种实验，从中总结出普遍的规律。

2、科学探究的工具

仪器是科学探究的重要工具，测量是物理实验的重要内容，下面介绍几种常见的测量仪器。

3、科学探究的环节

科学的核心是探究，科学探究是科学学习的重要方式。科学探究源自问题的发现，经历的过程是：提出问题—猜想与假设—设计实验、制定计划—交流与合作—进行试验、收集证据—评估—分析论证。

要点二、长度的测量

人的直觉并不可靠，要得到准确的长度需要用工具进行测量。
要点诠释：
1．长度的单位及其换算关系
　　①国际单位：米

常用单位：千米、分米、厘米、毫米、微米、纳米
　　②单位符号及换算
　　　千米(km)　 米(m)　 分米(dm)　 厘米(cm)　 毫米(mm)　 微米(μm)　 纳米(nm)
　　　1km=1000m=10³m　 1m=10dm=100cm=1000mm=10³mm
　　　1mm=10³μm　     1μm =1000nm=10³nm

2．测量工具：
　　①刻度尺(最常用)；
　　②精密仪器：游标卡尺，激光测距仪。

3．刻度尺的正确使用
　　①看：看清刻度尺零刻度线是否磨损； 看清测量范围(量程)；看清分度值(决定了测量的精确程度)。
　　②选：根据测量要求选择适当分度值和量程的刻度尺；
　　③放：刻度尺的刻度线紧靠被测长度且与被测长度平行，刻度尺的零刻度线或某一整数刻度线与被测长度起始端对齐；
　　④读：读数时视线要正对刻度尺且与尺面垂直；要估读到分度值的下一位；
　　⑤记：记录结果应包括数字和单位，一个正确的测量结果包括三部分，准确值、估计值和单位。

要点三、测量长度的几种特殊方法

对于无法直接测量的长度，需要采用特殊方法。
要点诠释：
1．化曲为直法(棉线法)
　　测量曲线长度时，可让无伸缩性的棉线与曲线完全重合，作好两端的记号，然后把线轻轻拉直，用刻度尺测量出长度，就等于曲线的长度。
2．累积法：
　　对于无法直接测量的微小量的长度，可以把数个相同的微小量叠放在一起测量，再将测量结果除以被测量的个数，就可得到一个微小量的长度。
3．滚轮法：
　　用已知周长的滚轮在待测的较长的直线或曲线上滚动，记下滚动的圈数，则被测路段的长度等于圈数乘以周长，例如测量池塘的周长，某段道路的长度等。
4．截取法(化整为零)：
　　被测物体的长度很大时，可先测出其中一小段，然后找出它们之间的倍数关系，从而算出物体的总长度。
5．替代法：
　　当一个物体的长度无法直接测量时，可用与它长度相等的物体来代替。

要点四、时间的单位和测量工具

在古代人们就学会了利用自然界的某些有规律的变化作为测量时间的单位，比如昼夜的交替、季节的变化、月圆月缺等等。随着科技的发展人们确定了更加稳定并让世界各国人民都能够接受的标准，并有了更加先进的测量工具。
要点诠释：
　　1．时间的单位：国际单位是秒(s)，常用的时间单位还有时(h)  分(min)　 毫秒(ms)，
它们之间的换算关系是，1h=60min，1min=60s，1h=3600s，1s=1000ms。

　　2.时间的测量工具
　　(1)在物理实验中常用停表来计时，停表与普通表不同之处：普通表的时针、分针和秒针是在不停地走动，而停表指针可走可停，在使用停表之前要观察一下秒针的走动情况，使用停表先按动启动按钮，停表开始计时，再按停止按钮停表即停止，显示时间间隔。
　　(2)使用机械停表测量时间应该注意：

①使用前先上紧发条，但不要过紧，以免损坏发条；

②注意调零；

③按表时不要用力过猛，以防损坏机件。

（3）古代有日晷、沙漏、水钟等。近代有机械钟、石英钟，现在有电子表、光电计时器。

要点五、误差与错误

测量值和真实值之间的偏差叫做测量误差，简称误差。

要点诠释：
　　1．误差：测量方法、测量工具、测量环境和测量者的不同，都会影响测量结果，所以误差是不可避免的。减小误差的方法：可以通过选用精密仪器，改进测量方法来减小误差，而多次测量求平均值是我们实验室做实验时常常采用的减小误差的方法。
　　2．错误：因不遵守测量仪器的使用规则，测量方法错误。错误是不该发生的，采用正确的测量方法便可以避免；错误不叫误差，误差也不是错误。

【典型例题】

类型一、科学探究

1、同样的一杯热水，室温高时冷却得慢，室温低时冷却得快．老师要求同学们针对这一现象，提出一个问题．下面是四位同学的发言，其中较有价值且可探究的问题是（　　）

【思路点拨】解决此题要结合科学探究的主要环节进行分析，结合改变物体内能的方式提出问题。

【答案】B

【解析】此题现象是一杯热水，室温高时冷却得慢，室温低时冷却得快；所以可以提出的问题是：“热水冷却的快慢与它的质量、它与环境的温差有什么关系？”；ACD三位同学的发言都不够全面，B选项较有价值。

【总结升华】解决此类问题要结合题意联系物理中所学知识的提出问题。

举一反三：

【变式】不同物体吸收太阳辐射能力不同，小明认为它可能与物体的颜色有关，于是，他将几个完全相同的物体涂上不同颜色放在太阳下，测出相同时间内物体升高的温度，就“小明认为它可能与物体的颜色有关”这一环节而言，属于科学探究中的（　　）

【答案】B

类型二、长度的测量

2、身高160cm的小明，利用自己的身体特征进行了以下估测，接近真实值的是（　　）

A．教室宽5臂展，约8m（臂展：两臂左右平伸时，两手中指尖之间的距离）

B．教室长10步幅，约30m（步幅：走路时，两脚尖之间的距离）

C．课桌长4拃，约2.8m（拃：张开手，拇指尖到中指尖之间的距离）

D．物理课本厚1指宽，约10cm

【思路点拨】此题考查对生活中常见物体长度的估测，结合对生活的了解和对长度单位的认识，选出符合实际的选项即可。

【答案】A

【解析】教室的宽一般接近10m；故8m符合生活实际；故A正确；教室的长度一般在15m左右，达不到30m；故B错误；单人课桌长在1m以内，双人课桌长在1.5m左右，不会达到2.8m；故C错误；物理课本厚约1cm，达不到10cm；故D错误。

【总结升华】题目考查了学生对生活中常见物体长度的估测，结合对生活的了解和对长度单位的认识，选出符合实际的选项即可。

举一反三：

在下面各题中填上合适的单位

1、教室门的高度约20（     ）

2、课桌的高度约750（     ）

3、常用圆珠笔的长度约1.5（      ）

4、物理课本中一张纸的厚度约70（      ）

5、教室每层楼高约33 （      ）

6、一位中学生的身高约16.5 （      ）

7、练习册的长度约为0 .22 （      ）

【答案】1、dm；2、mm；3、dm；4、μm；5、dm；6、dm；7、m

3、图中，物体的长度为        cm。

【思路点拨】使用刻度尺时要明确其分度值，起始端从0开始，读出末端刻度值，就是物体的长度；起始端没有从0刻度线开始的，要以某一刻度线为起点，读出末端刻度值，减去起始端所对刻度即为物体长度，注意刻度尺要估读到分度值的下一位。

【答案】3.55

【解析】由图知：刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm，即此刻度尺的分度值为1mm；物体左侧与0刻度线对齐，右侧在3.5cm和3.6cm之间，估读为3.55cm，所以物体的长度为L=3.55cm。

【总结升华】解答这道题目要注意三点：1、被测物体没有和零刻度线对齐，而是和整刻度对齐，读数时要注意；2、看清楚分度值，必须估读到分度值的下一位；3、最后记录数据时要带上单位。

举一反三：

【变式】下图是测量圆的直径的一种方法，如果刻度尺的分度值是mm，则该圆的直径d大约是      cm，其中你的估计值是         cm。

【答案】1.26；0.06

类型二、时间的测量

4、在下列四个事件中，经历时间最接近一秒钟的是（　　）

A、人眨一下眼

B、人在安静时呼吸一次

C、人在感冒时打一个喷嚏

D、人在做剧烈运动时（如快速蹬楼）脉搏跳动一次

【思路点拨】结合生活实际对各选项进行判断即可。

【答案】D

【解析】A、眼睛迅速眨一次，大约用时0.1s，不符合题意；

B、人在安静时正常呼吸一次，大约用时3s左右，不符合题意；

C、由于个人的情况不同，在感冒时打一个喷嚏经历的时间也会有所不同，但远大于1s，不符合题意；

D、人在做剧烈运动时心脏一分钟跳动60-100次，因此脉搏跳动一次大约需要1s左右，符合题意。

【总结升华】在物理的实际应用中，估测的运用是广泛的，因此对日常生活中的一些物理量应该有清楚的认识。

5、如图所示，秒表的读数为　  　s。

【思路点拨】秒表的中间的表盘代表分钟，周围的大表盘代表秒，秒表读数是两个表盘的示数之和。

【答案】337.5s

【解析】由图知．在秒表的中间表盘上，1min中间有两个小格，所以一个小格代表0.5min，指针在“5”和“6”之间，偏向“6”一侧，所以分针指示的时间为5.5min=330s；

在秒表的大表盘上，1s之间有10个小格，所以一个小格代表0.1s，指针在7.5s处，所以秒针指示的时间为7.5s，即秒表的读数为330s+7.5s=337.5s。

【总结升华】秒表要先读出内小表盘的读数，再读外表盘的示数，并注意各表盘的分度值。

类型三、误差

6、判断下列说法的正确与错误：

（1）不遵守测量的操作规则会造成误差         （    ）

（2）零刻线磨损的尺也可以使用               （    ）

（3）测量中，误差和错误都是不允许的         （    ）

（4）求平均值时，小数点后保留的位数越多越好 （    ）

【答案】①×；②√；③×；④×

【解析】（1）不遵守测量的操作规则会造成错误，而不是误差。故（1）错误。

（2）零刻线磨损的尺也可以使用，只是在测量的时候，从其它的整数刻度测起。故（2）正确。

（3）测量中，错误都是不允许的，误差，是不可避免的。故（3）错误。

（4）求平均值时，小数点后面的位数和测量值相同，多余的用四舍五入的方法取舍，而不是越多越好。故（4）错误。

【总结升华】本题主要考查学生对减小误差的方法以及刻度尺的正确使用的了解和掌握，是一道基础题。

举一反三：

【变式】小明用刻度尺正确操作，测得某物体的长为12.3cm，关于该测量结果，下列说法中正确的是（　　）

【答案】BC