资源简介

1.2 测量长度和时间
年级 八年级 学科 物理 课时数 1课时 教师
课题 1.2 测量长度和时间
教学 目标 物理观念 1. 理解长度、时间测量是物理定量研究的基础，掌握长度（国际单位 “米”，常用单位 km、dm、cm、mm、μm、nm）和时间（国际单位 “秒”，常用单位 h、min、ms、μs、ns）的单位及换算关系，建立 “测量需标准单位” 的认知； 2. 认识测量值与真实值的差异（误差），明确误差不可避免，形成对物理测量科学性、精确性的认知。
科学思维 1. 经历从定性比较到定量比较的过程，理解 “测量是定量比较” 的科学思维； 2. 通过误差分析（区分误差与错误、理解多次测量求平均值减小误差），培养科学推理能力； 3. 借助身高直方图等图表处理数据，提升数据分析、归纳概括能力，学会从数据中提炼规律。
科学探究 1. 通过 “用刻度尺测铅笔长度”“用表测脉搏时间” 实验，经历 “明确测量目的-选择工具-规范操作-记录分析数据” 的完整探究流程； 2. 掌握刻度尺的摆放（紧靠物体、与被测边平行，零刻度线磨损时选清晰刻度替代）、读数（视线正对刻度线）和记录（准确值+估计值+单位）方法，以及停表的计时与读数操作； 3. 学会基于实验证据得出测量结论，提升实验操作与观察能力。
科学态度 与责任 1. 结合秦始皇统一度量衡的史实，认识测量标准化对科技、文化交流及社会发展的价值，增强科学文化认同感； 2. 在实验操作与数据处理中，养成严谨、求真、务实的科学态度，体会物理测量对认识世界的重要意义，树立正确科学价值观。
教材 分析 1. 地位作用：本节是沪粤版八年级上册第一章 “走进物理世界” 的第二课时，是物理学科定量研究的入门内容，衔接 “物理与生活” 的定性认知，为后续力学（如速度、密度测量）、热学等实验奠定测量基础，是构建物理实验能力的关键环节； 2. 内容结构：教材围绕 “测量核心” 展开，先明确物理与测量的关系及科学比较思想，再分 “长度测量”（单位、工具、操作、误差）和 “时间测量”（单位、工具、实验）两大模块，穿插数据处理（列表法、直方图）和历史拓展（统一度量衡），逻辑上从 “为什么测”“测什么”“怎么测”“如何处理数据” 逐步深入； 3. 编写特点：注重理论与实践结合，通过 “必做实验” 强化动手能力，用 “信息浏览” 渗透人文素养，符合八年级学生从具象到抽象的认知规律。
学情分析 1. 已有基础：学生在生活中接触过长度（如比身高、量课本）和时间（如看钟表、记跑步时间）测量，具备初步定性比较经验，但缺乏科学规范的测量方法（如刻度尺分度值判断、估计值读取）； 2. 认知难点：对抽象单位定义（如 1m 为光在真空中特定时间传播的路程、1s 为铯原子跃迁周期）理解困难；易混淆误差与错误，难以接受 “误差不可消除” 的科学事实；图表处理（如直方图分析）需高阶思维支持，学生经验不足； 3. 学习特点：八年级学生好奇心强，乐于动手实验，但实验操作易忽视规范性（如刻度尺倾斜、视线偏移），数据记录易遗漏单位或估计值，需教师引导纠正。
教学重点 1. 长度（m 为基本单位，换算关系如 1km=10 m、1m=10 μm）和时间（s 为基本单位，换算关系如 1h=3.6×10 s、1ms=10 s）的单位及换算，形成对国际单位制的清晰认知； 2. 刻度尺的正确使用（摆放、读数、记录）和停表的计时操作（区分大表盘、小表盘分度值）； 3. 测量误差的理解（测量值与真实值的差异）及减小方法（多次测量求平均值、选用精密工具等），测量数据的规范记录（含准确值、估计值、单位）与简单处理（列表法、直方图）。
教学难点 1. 准确理解长度单位 “米” 的科学定义（光在真空中 1/299792458s 传播的路程），构建抽象单位概念； 2. 刻度尺读数时准确读取估计值，理解 “测量值 = 准确值 + 估计值” 的组成，突破精确测量的思维障碍； 3. 区分测量误差（不可避免，源于工具、方法、测量者）与错误（可避免，源于操作不当、粗心），建立科学的误差观念； 4. 运用直方图处理复杂测量数据（如分析学生身高分布），提炼数据背后的规律，提升数据处理高阶思维能力。
教学过程
教师活动 学生活动
导入新课 【教师活动】1. 创设生活情境：提问 “同学们，想知道自己的铅笔有多长吗？怎么测才够科学？跑步时想知道 100 米用了多久，用什么工具计时更准确？”； 2. 引导定性比较：展示两支长度相近的铅笔，问 “哪支更长？仅靠眼睛看能确定长多少吗？”，引出 “定性比较不够，需定量测量” 的需求； 3. 点明课题：总结 “物理实验离不开精准测量，今天我们学习‘1.2 测量长度和时间’，掌握科学测量技能” 【教师总结】测量是物理定量研究的基础，生活中的长度、时间测量需遵循科学方法，本节课将从单位、工具、操作、数据处理四个维度展开学习。 1. 思考教师提出的生活问题，结合自身经验回答（如 “用尺子量铅笔”“用手表计时”）； 2. 观察两支铅笔，尝试定性判断长度，发现 “无法准确说出差值”，产生对定量测量的兴趣； 3. 明确本节课学习目标，集中注意力进入新课学习。
学习新课 【问题情境 1：物理与测量】 引出问题：“物理学为什么需要测量？比较有哪两种方式？”小组讨论：结合生活实例（如比较温度高低、物体轻重），讨论 “定性比较” 和 “定量比较” 的区别； 【得出结论】教师引导总结：物理学是实验为基础的精密定量科学，长度、时间测量是基本测量；比较分定性（如 “这支铅笔长”）和定量（如 “铅笔长 14.5cm”），测量是定量比较。 【问题情境 2：长度测量——单位】 引出问题：“不同人用‘手长’测桌子长度，结果不同，为什么？怎么解决？”小组讨论：分析 “无统一标准导致测量结果混乱”，得出 “需公认单位” 的结论； 【教师总结】：1. 特点：国际单位制（SI）是统一标准，长度基本单位为 “米（m）”，1m 定义为光在真空中 1/299792458s 传播的路程；常用单位及换算：1km=10 m、1dm=10 m、1cm=10 m、1mm=10 m、1μm=10 m、1nm=10 m； 【例 1】：下列长度单位换算正确的是（ ） A.96nm=96×10 =9.6×10 μm（缺单位） B.9.6cm=9.6×10mm=96mm（正确） C.96cm=9.6cm×10=96mm（单位重复） D.9.6cm=9.6÷10m=0.096m（换算逻辑错误，应为 ×10 ） （2）引导学生得出结论：单位换算需 “数字不变，乘进率，换单位”； 【问题情境 3：长度测量——工具与操作】 引出问题：“测量长度的基本工具是什么？使用前要了解什么？怎么规范测量？”小组讨论：观察刻度尺（直尺、三角板），找出 “量程”（测量范围）和 “分度值”（相邻刻度线距离，决定精确程度）； 【教师总结】：1. 工具：刻度尺（基本工具）、游标卡尺/螺旋测微器（精密工具）；2. 操作步骤：①摆放：刻度尺紧靠物体、与被测边平行，零刻度线对准物体一端（磨损时选清晰刻度为 “零点”）；②读数：视线正对刻度线；③记录：准确值 + 估计值 + 单位（如铅笔长 14.55cm，14.5 为准确值，0.05 为估计值）； 【随堂测试】1．用刻度尺测物理课本长度，分度值为 1mm，读数应为（ ）答案：如 26.00cm（需含准确值 26.0cm、估计值 0.00cm、单位 cm）； 【问题情境 4：误差与数据处理】引出问题：“三次测同一物体长度为 12.31cm、12.32cm、12.30cm，为什么结果不同？这是错误吗？”小组讨论：分析 “测量值与真实值的差异”，区分 “误差” 与 “错误”； 【教师总结】：1. 误差：测量值与真实值的差异，不可避免（源于工具、方法、测量者）；错误：操作不当/粗心导致，可避免； 2. 减小误差方法：多次测量求平均值、校准工具、改进方法、选用精密工具； 3. 数据处理：列表法（简洁易懂，如课本长宽测量表）、直方图（分析分布，如身高统计）； 【随堂测试】2．多次测量求平均值时，对三次数据 12.31cm、12.32cm、12.30cm，平均值为（ ）答案：12.31cm； 3．身高直方图中，156≤h<159cm 的学生数为 3 人，162≤h<165cm 的学生数为 7 人，该班身高集中在（ ）答案：162≤h<168cm（学生数 9+7=16 人，占比最高）； 【问题情境 5：时间测量】引出问题：“时间的国际单位是什么？怎么用停表测脉搏时间？”小组讨论：观察停表（机械/电子），区分大表盘（分度值 0.1s，量程 30s）和小表盘（分度值 1min，量程 15min）； 【教师总结】：1. 单位：国际单位 “秒（s）”，1s 定义为铯 133 原子基态超精细能级跃迁辐射的 9192631770 个周期时长；换算：1h=3600s、1min=60s、1ms=10 s；2. 工具：钟、表（生活用）、停表（实验/运动场用）； 3. 实验操作：测脉搏 10 次、80 次时间及 1min 脉搏数，记录数据； 【问题情境 6：拓展——统一度量衡】 引出问题：“秦始皇为什么要统一度量衡？有什么意义？”小组讨论：结合 “不同地区单位混乱影响贸易” 的实例，分析统一的必要性； 【教师总结】：统一度量衡使测量标准一致，促进经济繁荣、文化传播，是我国古代测量标准化的重要成就。出示流程图：测量基础（物理与测量→科学比较）→长度测量（单位→工具→操作→误差）→时间测量（单位→工具→实验）→数据处理（列表法→直方图）→拓展（统一度量衡） 合作探究活动：1. 分组实验：用刻度尺测铅笔长度、课本长宽，记录数据（含准确值、估计值、单位）； 2. 分组实验：用停表测脉搏，统计小组 1min 脉搏数，用列表法呈现； 3. 集体分析：根据身高统计表绘制直方图，完成 “身高集中范围”“百分率计算” 问题。 【课堂练习】1. 单位换算：5.2m=（ ）cm、360s=（ ）min； 2. 停表读数：小表盘指在 5min-6min 之间，大表盘指在 38.5s，总时间为（ ）s； 3. 判断：“误差就是错误，可通过认真操作消除”（ ）（填 “正确” 或 “错误”）。 【结论】：1. 长度和时间测量需遵循 “统一单位、规范工具操作、科学处理数据” 的原则； 2. 误差不可避免但可减小，数据处理（列表、直方图）能帮助提炼规律； 3. 测量标准化对社会发展具有重要意义。 1. 物理与测量：结合 “比较水温”“比较书包轻重” 实例，讨论得出 “定性比较模糊，定量比较精确” 的结论； 2. 长度单位：参与单位换算例题分析，指出选项 A、C、D 的错误（缺单位、单位重复、换算逻辑错），掌握换算方法； 3. 刻度尺使用：分组观察刻度尺，找出量程（如 20cm 直尺）和分度值（1mm），动手测铅笔长度，纠正 “刻度尺倾斜”“视线俯视” 等错误操作，规范记录数据（如 14.55cm）； 4. 误差与数据处理：讨论 “三次测量结果差异”，明确 “误差不是错误”，计算平均值（12.31cm），根据身高数据绘制直方图，完成 “身高集中范围”（162≤h<168cm）和 “百分率”（（5+7+9）÷（2+4+3+5+7+9+7+2+1+1）×100%=52.5%）计算； 5. 时间测量：观察停表，区分大、小表盘分度值，动手测脉搏（如 10 次约 8s、80 次约 64s、1min 约 75 次），记录数据并小组统计； 6. 统一度量衡：结合 “古代不同地区‘尺’的长度不同”，讨论得出 “统一标准利于贸易和交流” 的结论； 7. 合作探究：分组完成铅笔、课本测量实验和脉搏测量实验，记录数据；集体绘制身高直方图，交流分析结果； 8. 课堂练习：独立完成单位换算（520cm、6min）、停表读数（338.5s）、误差判断（错误），核对答案并纠正错误。
【例题 1】单位换算：将 9.6cm 换算为______m和______mm。 【解析】 单位换算需遵循 “数字不变，乘进率，换单位” 原则：换算为m：9.6cm=9.6×10 m=0.096m（因 1cm=10 m）；换算为 mm：9.6cm=9.6×10mm=96mm（因 1cm=10mm）。 【例题 2】如图所示，小明同学用刻度尺测量一支铅笔的长度，该刻度尺的分度值为 mm，铅笔的长度应为 cm. 【答案】 1 3.34 【解析】[1]由图知刻度尺1cm平均分为10个小刻度，故最小刻度值为1mm。 [2]铅笔起始端对应的刻度值为0.00cm，末端对应的刻度值是3.34cm，铅笔的长度3.34cm。 【例题 3】机械停表读数：小表盘指针在 3min-4min 之间（未过 3.5min），大表盘指针在 38.5s 处，求总时间。 【解析】 停表读数为小表盘时间 + 大表盘时间：小表盘：3min=3×60s=180s（未过 3.5min，大表盘读 0-30s 范围，此处 38.5s 应为 30-60s 范围，说明小表盘过 3.5min，修正：3.5min=210s）；大表盘：38.5s；总时间：210s+38.5s=248.5s。 1. 例题 1：跟随教师解析，掌握 “数字不变、乘进率、换单位” 的换算逻辑，独立完成类似换算（如 2.5m=250cm）； 2. 例题 2：分析 “准确值” 和 “估计值” 的来源，明确 “分度值决定准确值位数”，尝试读取另一刻度尺测量数据（如物体对准3.34cm，得出长度 3.34cm）； 3. 例题 3：区分停表小表盘 “是否过半” 对大表盘读数范围的影响，独立完成另一停表读数（如小表盘 4min-5min 过 4.5min，大表盘 45.0s，总时间 4×60+45=285.0s）。
课后练习 1．下列单位换算正确的是（ ） A.6.5m=6.5×100=650cm（缺单位） B.7.2m=7.2m×100=720cm（单位重复）C.4.2m=4.2×100cm=420cm（正确） D.1.2m=1.2m×100cm=120cm（单位重复） 2．舞龙灯是我国传统文化活动，估测该龙灯的长度为（ ） A.10cm（过短，如铅笔长度） B.20cm（过短，如课本宽度） C.80cm（较短，如课桌长度） D.160cm（合理，如中学生身高的 90%） 3．张老师用分度值 0.1cm 的刻度尺测照片中脚的长度为 7.05cm，已知照片与实物的比例为 1:3.26，此脚的实际长度约是（ ）cm（保留两位小数）（解析：7.05cm×3.26≈22.98cm） 4．如图所示，机械停表的读数为（ ）s（小表盘 5min-6min 过 5.5min，大表盘 38.5s，总时间 5×60+38.5=338.5s） 5．用刻度尺测某物体长度，三次测量结果为 15.41cm、15.42cm、15.40cm，该物体长度应记作（ ）cm（平均值：(15.41+15.42+15.40)/3=15.41cm） 6．判断：“选用精确度更高的测量工具，能消除测量误差”（ ）（填 “正确” 或 “错误”，解析：只能减小误差，不能消除） 7．某班学生身高统计中，159≤h<162cm 有 5 人，162≤h<165cm 有 7 人，165≤h<168cm 有 9 人，总人数 40 人，该身高段（159≤h<168cm）学生数占比为（ ）%（(5+7+9)/40×100%=52.5%） 8．用停表测某同学跑步 100m 的时间，小表盘 1min-2min 未过 1.5min，大表盘 28.5s，总时间为（ ）s（60+28.5=88.5s） 9．简述刻度尺的正确使用步骤（摆放：紧靠物体、与被测边平行，零刻度线对准一端；读数：视线正对刻度线；记录：准确值 + 估计值 + 单位）
板 书 设 计 1.2 测量长度和时间 一、测量基础 1. 物理与测量：定量研究的基础 2. 科学比较：定性比较→定量比较（测量） 二、长度测量 1. 单位（SI）：基本单位 m（光在真空中 1/299792458s 路程） 换算：1km=10 m，1cm=10 m，1μm=10 m 2. 工具：刻度尺（量程、分度值）、游标卡尺、螺旋测微器 3. 操作：摆放→读数→记录（准确值 + 估计值 + 单位） 4. 误差：测量值≠真实值（不可避免，多次测量求平均减小） 三、时间测量 1. 单位（SI）：基本单位 s（铯 133 原子跃迁 9192631770 周期） 换算：1h=3600s，1min=60s，1ms=10 s 2. 工具：停表（大表盘：0.1s 分度值；小表盘：1min 分度值） 3. 实验：测脉搏时间（10 次、80 次、1min） 四、数据处理 1. 列表法：简洁记录（如课本长宽表） 2. 直方图：分析分布（如身高统计） 五、拓展：统一度量衡（秦始皇，促经济、文化发展）
课 堂 小 结
作 业 布 置 1. 完成课后练习 1-9 题，核对答案并订正错误； 2. 创新性作业： （1）用身边非标准工具（如鞋带、作业本纸张）设计测量教室窗户高度的方案，写出 “工具校准（如用刻度尺测鞋带长度）→测量方法（如用鞋带绕窗户高度，数次数）→计算结果” 步骤； （2）以小组为单位辩论 “测量误差是坏事，必须完全消除”，结合误差产生原因（工具、方法、测量者）和减小方法，撰写 100 字辩论观点； （3）记录自己叠被子、步行 50 步、唱完一首短歌的时间，分析这些时间对合理安排生活的价值，设计 “日常活动时间规划表”（如 “叠被子 5min→步行上学 15min→早读 20min”）。
教 学 反 思 1. 成功之处：通过生活情境导入激发学生兴趣，分组实验强化动手能力，例题解析突破单位换算、停表读数等难点；
2. 不足：部分学生对 “估计值” 读取仍存在困难（如漏估读或估读位数错误），直方图数据处理时计算百分率耗时较长；
3. 改进方向：后续可增加 “刻度尺读数” 专项练习，用动画演示 “估读” 过程；直方图分析可提前准备 Excel 表格，自动计算统计数据，节省课堂时间；
4. 学生反馈：多数学生认为实验操作有趣，但希望增加更多生活中的测量案例（如测教室宽度、自行车轮周长），可在后续拓展中补充。

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