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第一章 机械运动
第一节 长度和时间的测量
学习目标
1.
会使用适当的工具测量长度，知道如何规范地测量长度.
4.知道测量有误差，了解误差和错误的区别.
3.会使用适当的工具测量时间，知道如何规范地测量时间.
5.能通过日常现象、物品或自然现象粗略估测时间，了解计量时间的工具及其发展变化的过程.
2.能通过日常现象、物品或自然现象粗略估测长度，了解计量长度的工具及其发展变化的过程.
一、创设情景，引入新课
生活中我们常通过眼睛直接判断物体的长短。图中的两根小棒哪个较长 先看看，再用尺子量一量。我们的感觉总是可靠的吗
在生产生活和科学研究中，经常要比较距离的远近、时间的长短、温度的高低……人们常常用自己的感觉器官去感知外界的情况。但是，仅凭感觉去判断，不一定正确，更谈不上准确。
为了正确认识周围的世界，准确把握事物的特点，人们发明了很多仪器和工具。这些仪器和工具帮助我们进行准确的测量。尺、钟表、温度计、秤等都是我们熟悉的测量仪器或工具。
二、长度的单位
1. 长度测量的历史
① “腕尺”
古埃及人用“腕尺”作为长度单位，但腕尺的标准常常是不一样的。
②“步”
中国的唐太宗李世民以他的左右脚各走一步来订为长度单位，称为“步”。
③“呎”
英国人把麦穗中较大的36 粒麦粒，头尾相接地排列起来，定为 1 呎的长度。
2. 国际单位制
（1）物理量
长度、时间等可定性或定量描述的属性称为物理量。
（2）单位
测量物理量的过程实际上是比较的过程，就是将一个待测的物理量与一个公认的标准量进行比较，这个标准量就是单位。
（3）国际单位制
长期以来，世界上不同地区（甚至同一地区的不同年代）选定的测量标准各不相同。如：我国使用尺来做长度单位，美洲国家用英尺来做单位。同一个长度用不同的标准来表示，结果不同，国际间交流不方便。人们逐渐认识到，确定测量标准时，应当选取自然界中比较稳定的世界各国人民都能接受的事物为标准。
鉴于这种认识，国际计量组织制定了一套国际统一的单位，叫国际单位制（简称SI）。我国法定单位用国际单位制。
3. 长度的单位
（1）国际单位：长度的单位是米（metre），符号是m。
（2）长度的常用单位
千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、
纳米（nm）等。
1km＝1000m＝103m 1dm＝0.1m＝10-1m
1cm＝0.01m＝10-2m 1mm＝0.001m＝10-3m
1μm＝0.000001m＝10-6m 1nm＝0.000000001m＝10-9m
（3）长度的单位换算
（4）长度单位换算技巧
数值不变，乘原单位与目标单位之间的进率，将原单位改写为目标单位。可简记为“数不变，单位换，乘进率，进行算”。
如图所示： 是把25.68 cm换算为0.2568m的过程。
原单位
目标单位
数值不变
原单位与目标单位之间
的进率 1cm=10-2m
三、长度的测量
1. 常用测量工具
为了准确测量长度，人们设计、制造出了各种测量长度的工具，我们可以根据对测量结果的要求选择不同的测量工具。
（1）常用测量工具
测量长度最常用的基本工具是刻度尺。例如，卷尺、直尺、三角尺等。
游标卡尺、螺旋测微器等常用于机械加工的精密测量，而激光测距仪通常用于远距离精确测量。
（2）认识刻度尺的“0”刻度线、测量范围、分度值:
①零刻度线：刻度尺的起始刻度线。 ②测量范围（量程）：是测量范围 上限和下限的差。 ③分度值：相邻两刻度线之间的长度，它决定测量的精确程度。 不同的刻度尺测量范围与分度值可能不同。
请说出下刻度尺的测量范围、零刻度线、分度值。
（3）刻度尺的选择
我们可以根据测量的要求选择不同的测量工具。
例如，如果我们要测量家里门窗的长度或宽度，就可以选用卷尺来测量；如果要精确测量螺母的尺寸，就可以选用精确度比较高的测量工具进行测量，如游标卡尺等。
测人的身高，准确到cm就可以了，可选用分度值是1cm的卷尺或皮尺，而没有必要选用分度值是1mm的刻度尺，并且刻度尺的量程应大于人的身高。
2.刻度尺的使用
一看零刻度线：看刻度尺的零刻度线是否磨损。如已磨损则应重选一个未磨损的刻度线作为测量的起点。
二看量程：测量长度时要求一次测量出物体的长度，如果测量范围小于物体的实际长度，则肯定要移动刻度尺测量若干次，这样会使测量的结果与物体的长度产生较大的偏差。
三看分度值：如图所示，分度值反映了刻度尺的精确程度。
使用不同分度值的刻度尺进行测量，所达到的精确程度不同。
物体的长度为
6.20cm-4.00cm=2.20cm
（2）使用时做到五会
①会“选”：根据测量的要求选取分度值和量程适当的刻度尺。
②会“放”：刻度尺要放正，即刻度尺与被测长度平行，而且要使刻度尺有刻度的一侧紧贴被测物体，零刻度线磨损的，应另选某一刻度线为“零点”，与被测物体长度起始端对齐，读数时应注意要减去“零点”的数值。
③会“看”：读数时，视线应该垂直于被测物体及刻度尺。
④会“读”：读数时，除读出分度值以上的准确值外，还要估读出分度值的下一位数值（估读值）。
如图所示，读出刻度尺上的精确值后，还要再估读到刻度尺分度值的下一位，其读数应为10.41 cm。其中10.4 cm为精确值，0.01 cm（或0.02 cm）为估读值，不能读为10.4cm或10.410 cm。
⑤会“记”：记录的测量结果应由精数值、估读数值和单位组成。
测量值=准确数值+估读数值+单位
图中铅笔长度应该记录为52.0mm或5.20cm。
如果记录为52.0，就是错误的。因为没有单位，不清楚是52.0mm还是52.0cm或 52.0dm等等。
3. 实验：用刻度尺测量长度
分组进行：测量物理课本和作业本的长度和宽度，测量课桌的长度、宽度、高度，将测量结果记入自己设计的表格中。然后交流。
4. 小资料：一些长度或距离
5. 长度的估测
（1）利用人体的“尺”估测长度
（2）一些常见物体的长度
①普通高中生的身高约为160cm. ②一层楼高度约为3m.
③一只新铅笔的长度约为18cm. ④铅笔芯的直径约为1mm.
⑤乒乓球的直径约为4cm. ⑥黑板的长度约为2.5m.
⑦课桌高约为0.7m. ⑧篮球直径约为24cm.
……
6. 长度测量的特殊方法
（1）累积法
适用于测量无法直接测量的某些微小量。可把数个相同的微小量加在一起测量，再将测量结果除以微小量的个数，就可得到一个微小量。例如，测量一张纸的厚度、细铜丝的直径、塑料胶带的厚度等。
（2）辅助法
对于用刻度尺无法直接测出的物体长度，可用三角板等进行辅助测量，实质就是将被测长度平移至刻度尺上再进行测量。例如测量圆柱体的直径、圆锥体的高、硬币的直径、乒乓球的直径等。
（3）化曲为直法
用不可伸长的细棉线和要测量的曲线重合，在起点和终点做好记号，拉直后用刻度尺测量出两标记之间的距离，有比例尺的利用比例尺可计算出实际长度。测量圆柱体的周长、地图上铁路长度等可以用化曲为直法。
（4）化直为曲法
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，则被测线的长度等于圈数乘以滚轮周长。例如，测量操场的长度，汽车、火车的里程表。 又如测出轮子的周长L，再让轮子沿操场滚一周，记录车轮滚动的圈数n，则操场周长为nL。
（5）化暗为明法
有些待测长度不是明显地露在外面，而是隐含在物体的内部，刻度尺不能直接测量，可以选择大小合适的钢针插入孔内，在管口处给钢针做上记号，然后再测出钢针尖端到记号处的长度即可。测量玻璃管的内径，工件的裂缝深度等，如图所示。
四、时间的测量
1. 时间的单位
（1）国际单位制中： 时间的基本单位是秒（second），符号是 s.
（2）常用单位 ： 小时（h）、分（min）等.
（3）单位换算 ： 1h=60min 1min=60s
2. 测量时间的工具
（1）古代的测量工具
在古代，人们用圭表、日晷、沙漏等计时仪器来测量时间。
你还知道有哪些测量时间的方法
圭表
日晷
沙漏
水钟
漏壶
香漏
碑漏
（2）现代生活中测量时间的工具
在现代生活中，我们通常使用钟、表来测量时间；在运动场和实验室，经常用秒表来测量时间。随着科学技术的发展，人们还制造出了更精确的计时仪器，如铯原子钟。
3. 机械秒表的使用
（1）机械秒表的使用
一按：实验开始，需要计时时，用大拇指迅速按下启动暂停键，指针转动，开始计时。
二停：当需要停止计时时，再迅速按一下同一按钮，指针停止走动，停止计时。
三读：停止计时后，先读出小表盘指针指示的“分”，再读出大表盘指针指示的“秒”，将两个时间相加即是所测的时间间隔。
四归零：测量结束后，按一下复位键将指针归零后存放入盒中。
回零健
启动暂停键
小表盘
分钟
秒钟
大表盘
（2）机械秒表的读数
示数=小盘读数（min）+大盘读数（s）
在读数时，先读出小表盘上指针所通过的分钟数（按整数读）；再观察小表盘上的指针是否超过两数字之间的半分钟刻度线，若不超过，则大表盘按照0--30s读数，若超过，则大表盘按照31--60s读数。
观看视频：用停表测量时间
3min37.5s
（3）实验：用秒表测量时间
①练习使用秒表。按动秒表上的按钮，观察指针（或数字）的变化，了解秒表的使用方法。
②使用秒表测量。你脉搏每跳动10次所用的时间是_____s；正常行走时，你每迈一步所用的时间是_______s。
五、误 差
1. 误差的概念
测量值和真实值之间总会有差别，这就是误差。
想一想：下列两次测量中的分度值、准确值、估读值、物体的长度各是多少？
议一议：甲、乙两个测量值哪一次精确度高？为什么有差别？是否都是正确的？你能测量出物体的真实长度吗？
物体有一个真实长度，但测量不出来，测量值和长度的真实值总是有差别。
甲、乙两个测量值中乙的精确到高，因为乙刻度尺的分度值小。
甲的精确度尽管没有乙的高，但是测量值也是正确的。
2. 误差的产生
3. 减小误差的办法
（1）跟测量工具的精密度有关；
（2）跟测量的人读取的估计值不同有关；
（3）环境变化对器材的影响。
（1）多次测量取平均值；
（2）选用精密的测量工具；（3）改进测量方法。
4. 误差与错误
误差不是错误。误差是客观存在的，不能避免；而错误可以避免。
认真细致。
（1）错误产生的原因：测量者不遵守使用规则；测量方法不正确；读数时错误；没有估读。
（2） 避免错误的方法：遵守仪器使用规则； 使用正确的测量方法； 测量
课堂总结
六、课堂训练
1. 如何测量硬币的直径和周长 你能想出多少种方法 请写出两种。
2.“一年之计在于春，一日之计在于晨”，其中“一年”等于多少小时 “一日”等于多少秒
3.2024年初中体育测试选考项目为足球、篮球、排球、乒乓球、羽毛球、网球、游泳，考生从7个项目中自选一个，许多同学会选择球类项目进行测试，下列球类中直径最接近40mm的是（　　）
A.篮球 B.足球 C.排球 D.乒乓球
D
4. 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，____刻度尺精密些；就使用方法而言，____ 刻度尺正确，就该尺读数，物体的长度为________ cm；如图所示，秒表的读数为_______s。
A
A
2.20
99.8

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