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第1节 长度和时间的测量（教学设计）
年级 八年级 学科 物理 课时数 2课时 教师 飞哥物理
课题 第1节 长度和时间的测量（2课时）
教学 目标 物理观念 知道长度和时间单位，掌握国际单位和常用单位之间的换算关系。知道错误，了解误差与错误的区别。
科学思维 通过日常生活经验、自然现象粗略估测长度和时间，了解测量长度和时间的多种工具及其发展变化的过程。
科学探究 通过实验操作，学会规范使用刻度尺和秒表进行测量。
科学态度 与责任 通过长度和时间的测量，初步学会实验记录表的设计，培养记录实验数据的意识，养成记录的好习惯。
教材 分析 本节课内容属于物理学科的基础知识部分，是学生学习物理的入门内容。教材通过介绍长度和时间的测量，引导学生了解物理量的基本测量方法和单位换算，为后续的物理学习打下基础。同时，通过实验操作，培养学生的实验技能和科学探究精神，以及严谨的实验记录态度。在教学过程中，教师应注重理论与实践相结合，通过生动的实例和实验操作，激发学生的学习兴趣和探究欲望。
学情分析 八年级学生初次接触物理学科，对物理现象和测量工具充满好奇。他们在日常生活中已经积累了一些关于长度和时间的感性经验，但对物理量的规范测量方法和单位换算还缺乏系统的了解。因此，在教学过程中，教师需要耐心引导学生，通过实验操作，逐步掌握测量技能，同时培养学生的科学思维和实验记录习惯。针对学生的实际情况，教师可以采用多样化的教学方法，如小组合作学习、实验操作演示等，以提高学生的学习兴趣和参与度。
教学重点 1. 长度和时间的测量、长度和时间的单位换算、测量长度的一些特殊的方法； 2. 误差的理解以及误差与错误的区分
教学难点 1. 能够精确地读取长度和时间的数值，并且具备对长度进行有效估读的能力。
教学器材 刻度尺、秒表、不同长度的物体（如书本、铅笔、课桌等）、计时器、实验记录表。 多媒体ppt，包含2个视频：《原始人的测量》、《时间》等
教学过程
教师活动 学生活动
导入新课 【学生进行测量】教师以课本图片和准备的图片，让学生用肉眼判断它们的长度和大小。 问题1：生活中我们常通过眼睛直接判断物体的长短。下面两幅图中的两根小棒哪个较长 先看看，再用尺子量一量。 问题2：如下图所示，中心的两个圆，哪个圆的面积大？ 【教师总结】我们的视觉并不可靠，为了正确的认识周围的世界，准确的把握事物的特点，人们发明了许多仪器和工具。这些仪器和工具帮助我们进行准确的测量。在众多的测量中，最基本的测量，就是长度和时间的测量。 思考并回答问题，进入情景。 明白目测是不可靠的，需要用工具测量
学习新课 一、长度的单位 播放视频《原始人的测量》 【教师总结】原始人通过自身的高矮胖瘦，对物体进行估测有着很大的局限性。我们需要一个统一的标准。介绍国内外标准的发展。 1. 长度测量的历史 （1）中国长度单位统一史 直到秦始皇一统天下，度量衡标准才得统一，十进制长度单位横空出世！虽然历经变迁，但“丈”、“尺”、“寸”这些市制名称一直沿用至今。 （2）世界长度单位统一史 直到1898年，国际度量衡会议决定让“米”成为国际长度单位的明星，一米就是巴黎地球子午线的四千万分之一哦！为了方便使用，人们还用铂铱合金打造了标准米尺，藏在巴黎的国际度量衡局，这就是大名鼎鼎的“国际米原器”！ 2. 国际单位 长度、时间等可定性或定量描述的属性称为物理量，测量任何物理量都必须首先规定它的单位。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。 为了方便国际交流，国际计量组织制定了一套国际统一的单位，称之为国际单位制(简称SI)。 【米的由来】 “米”的定义起源于法国。1米的长度最初定义为通过巴黎的子午线上从地球赤道到北极点的距离的千万分之一（相当于地球子午线的四千万分之一），并随后确定了国际米原器。随着人们对计量学认识的加深，米的长度的定义几经修改。 2019年，国际计量大会（CGPM）对它们定义的文本进行了修订。2019年5月20日起，米的定义更新为：当真空中光速c以单位米/秒表示时，取其固定数值为299 792 458来定义米。其中秒是由铯的频率来定义的 。 3. 长度的单位 （1）国际单位： 米 （metre），符号是 m 。 （2）常用单位： 千米 （km）、 分米 （dm）、 厘米 （cm）、 毫米 （mm）、 微米 （μm）、 纳米 （nm）。 （3）常用单位的换算关系（用科学计数法表示）： 物理量单位符号换算关系 长度千米km1km=103 m米m----分米dm1dm=10-1 m厘米cm1cm=10-2 m毫米mm1mm=10-3 m微米μm1μm=10-6 m纳米nm1nm=10-9 m
（4）长度单位进率记忆方法 记住：km、m、mm、μm、nm之间的进率为103 ，m、dm、cm、mm之间的进率为10 。 长度单位换算示意图： （5）长度单位换算的一般步骤 如图所示： 是把25.67 cm换算为0.2567m的过程。 【例1】一名粗心的同学在测量中忘记写单位了，请你替他补上： （1）一支新铅笔的长度：0.175 m ； （2）一枚1元硬币的厚度：1.9 mm ； （3）一本字典的厚度：3.5 cm ； （4）教室的高度：3.3 m 。 【例2】一根头发丝的直径约8.2μm，合 8.2×10-6 = 8.2×10-4 cm= 8.2×10-3 mm = 8.2×103 nm. 观看视频，思考测量的意义 知道国际单位制，国际单位制的“米”由来。 知道长度的国际单位和常用单位，以及长度单位的换算 知道长度单位的换算规律 知道长度单位的换算方法 例题练习，掌握长度单位的换算规律和换算方法
学习新课 二、长度的测量 1. 长度的测量工具 刻度尺 是测量长度的基本工具。常用的刻度尺有：直尺、卷尺、游标卡尺、螺旋测微器等。 2. 认识刻度尺 (1)零刻度线：刻度尺的起始刻度线。如果零刻度线已经磨损，可以选用一个完好的整刻度线开始测量。 (2)量程：刻度尺能测量的长度范围。 (3)分度值：刻度尺上相邻两条刻度线之间的距离。它决定这测量的精确程度。 3. 正确使用刻度尺：“五会” （1）会“选” ：根据测量对象、测量要求选择适当分度值和量程的刻度尺. ①选量程：测量物体长度时，所选刻度尺的量程应尽量大于被测物体的长度，保证一次就能完成测量. ②选分度值：根据测量精确度的要求选择合适分度值的刻度尺。例如，在安装门窗玻璃时进行的测量，需选用分度值是1mm的米尺；而测量教室的长和宽时，可选用分度值是1cm且量程较大的卷尺. 【特别提示】实际测量时，并不是测量工具越精密越好，只要达到测量精度要求就可以. （2）会“放” 刻度尺要放正并使有刻度线的一侧紧贴被测物体。零刻度线对准被测物体的一端，有刻度线的一边紧靠被测物体且与被测边平行（甲图），不能歪斜（乙图）。 （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，先读出准确值，再进行估读（一位）。如图甲所示，刻度尺的分度值为1mm，读出准确值是4.7cm，估读值是0.5mm（0.3～0.6 mm均正确），所以该物体的长度为4.75cm。 甲 乙 读数时，如果物体的长度恰好对准整数刻度线，应该用0补上。图乙中铅笔长度应该记录为52.0mm 或5.20cm。如果记录为52mm或5.2cm，就是错误的。因为没有估读值，体现不出刻度尺的分度值是多少。 如图丙所示，如果物体的长度恰好对准大刻度线上（cm），此时应该特别注意，记录结果有两个0。图中物体的长度记为6.00cm，其中6.0cm是准确值，最后面的0是估读值。 （5）会“记”：记录的测量结果应由准确值、估读值和单位组成。 测量值=准确数值+估读数值+单位 特别提示 在测量长度时，刻度尺的分度值决定了测量结果的位数，而测量结果又反过来反映了刻度尺的属性（即精确程度）。 例如：某次测量结果是1.2345m，其中倒数第二位4所在单位是mm，说明该次测量所用刻度尺的分度值是1mm。 由此也就得出测量结果1.20cm和1.2cm的意义是不同的。若测量物体末端与某一刻度线对齐，需添0充当估计值。 【教师总结】刻度尺使用时的注意细节，读数。 时，视线要垂直于尺面，估读到分度值的下一位，测量结果由准确值、估读值和单位组成。接下来，我们通过一些练习题来巩固所学知识。 4. 实验：用刻度尺测量长度 测量物理课本和作业本的长度和宽度，并将测量结果记入下表。 测量对象长度宽度课本__________作业本__________
5. 小资料——《一些长度和距离》 阅读课文第16页中的小资料——《一些长度和距离》，了解一些长度和距离。 【例3】如图所示，读数时视线正确的是 B （选填“A”或“B”），物体的长度为 2.73 cm 。 6. 长度的估测 （1）与人体相关的“尺” 可以利用“一拃(zhǎ）”、“一步”、“一庹(tuǒ)”这些“尺”估测长度。 【总结】伸开手掌，从大拇指到中指指尖的距离，称为“一拃”，大约15 cm；人步行时，平均“一步”的长度大约60 cm；“一庹”即成人两臂左右平伸时两手之间的距离，约1.6 m，大约等于身高；手掌的宽度约10 cm；人的头长和脚长相同，身高等于9.5倍头长；人握住拳头的大小和心脏一样大；在通常情况下，人站立时身高大约是脚长的7倍。 （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等等。 【例4】如图所示是游客在旁边拍照的情景。请你根据图片信息，估测该充气人偶的高度约为（ B ） A．80mm B．80cm C．15dm D．10m 了解长度测量的工具 认识了刻度尺 知道刻度尺使用的五会 刻度尺的放置方法 知道读数时的视线位置 知道读数时需要估读 知道了物体对准整数刻度时，需要用“0”进行补位 动手实验，掌握刻度尺是的使用和读数方法 例题练习，进一步掌握刻度尺的使用和读数 了解人体相关的尺寸，学会怎么去估读物体的长度 例题练习，正确进行估读
学习新课 三、长度测量的特殊方法 【教师提问】怎样测量物理课本一张纸的厚度？一枚硬币的直径？细金属丝的直径？ 引入长度测量的特殊方法。 （1）平移法 借助于一些简单的辅助器材把不可直接测量的长度“平移”到刻度尺上，从而可直接测出该长度。 适用于测圆、圆柱体的直径和圆锥体的高等。 纪念币的直径为1.06 cm 圆锥体的高度为 8.2 mm （2）化曲为直 适用于测较短的曲线长度，例如地图册上的铁路线长。 ①测量图所示曲线AB的长度时，可以小心地让细线AB与曲线重合，在细线上标记出起点和终点，再将细线拉直，用刻度尺直接测量起点到终点的距离A'B'就是AB的长度。 ②用棉线（图中红线）与地图上两地间铁路线完全重合，测出棉线AB的长度，根据地图的比例尺即可求出铁路线的长度S： S= SAB×n（n比例尺） （3）累积法 把多个相同的微小物体放在一起测量，再将测量结果除以被测量的个数就得到一个微小物体的长度。 ①例如，测量一张纸的厚度方法： 如下图所示，选取n（例如100张）张纸作为一个整体；测出n张纸的总厚度d；用总厚度d除以纸的张数n，从而得出一张纸的厚度 计算方法：一张纸厚度 ②测量细金属丝的直径： 如下图所示，把铜丝紧密绕在铅笔上，数出缠绕在铅笔杆上的圈数n，用刻度尺量出n圈铜丝圈的长度L，则：铜丝的直径。 计算方法：细铁丝的直径 = 0.9mm （4）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。 如图中测出轮子的周长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。 【例5】测量球体的直径，常采用如图所示的方法，该刻度尺的分度值为　1mm　，转动球体的不同方向，在不同部位测得球的直径D的示数如下，则球的直径应取 1.81 cm。 【例6】为了测出细铜丝的直径，某同学把铜丝在铅笔上紧密排绕32圈。如图所示，用分度值是1mm的刻度尺测量后可算出细铜丝的直径约为 1.56 mm。 思考…… 理解平移法和使用情况 理解曲线的、地图上距离的测量方法 知道较薄较小小的物体的测量方法 知道利用滚轮法测量两地间的距离 例题练习，掌握平移法的测量方法 掌握铜丝粗细的测量方法
学习新课 四、时间的测量 【教师提问】回忆小学时接触过的与时间相关的单位。 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： 单位符号换算关系时h1 h= 60 min= 3600 s分min1 min = 60 s毫秒ms1 ms= 0.001 s= 10-3 s微秒μs1μs= 0.000001 s= 10-6 s
2. 时间的测量工具 （1）我国古代的测量工具 在古代，人们用圭表、日晷、沙漏等计时仪器来测量时间。 （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）时间的估测 中学生的脉搏1min内大约跳动70次，一次大约用时0.86s；正常呼吸一次的时间大约是3~4s；正常书写汉字，1min大约可写25个，每个用时约2.4s；人单次眨眼用时0.3~0.4s，而1min内间歇性眨眼大约15~20次，每次约3~4s。 有时可利用脉搏的跳动次数和呼吸次数来估测时间。 3. 机械秒表的使用 （1）认识机械停表：两个表盘，一个长秒针，段分针 （2）机械停表的读数 ①15’/30”型读数方法： 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有没有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。 小表盘的示数： 5 min，大表盘的示数： 37.3 s，故停表的读数为 5 min 37.5 s = 337.5 s ②30’/60”型 读数方法：直接读取 小表盘的示数： 1 min，大表盘的示数： 22 s，故停表的读数为 1 min 22 s = 82 s。 4. 用停表测量时间 （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。 （2）测量：你脉搏跳动10次所用的时间是 s；1min内你的脉搏跳动的次数是 次. 【例7】如图所示是测量时间常用的机械停表，该机械停表的分度值是 0.1 s，此时停表的读数是 9min47.3 s（或 587.3 s）。 回答与时间先关的单位 了解时间的国际单位，进一步理解时间的常用单位及换算 了解我国古代时间的测量工具 了解现代时间的测量工具 知道了与人体相关的时间估测 知道实验室常见的两种机械停表 知道两种常见机械停表的读数方法 学会机械停表的读数方法 知道机械停表的使用方法 利用机械停表测量自己的脉搏跳动一次的时间 例题练习，加深理解机械停表的读数方法
学习新课 四、误差 【问题情境】甲、乙两位同学用分度值不同的刻度尺测量同一个物体的长度，请你记录测量结果并进行比较。 分度值准确值估读值测量结果甲刻度尺1cm2cm0.2cm2.2cm乙刻度尺1mm2.2cm0.8mm2.28cm
【想想议议】同一个物体，用不同的刻度尺测量，测量值为什么会有差别？物体的真实长度你能测量出来吗？ 被测物体存在着一个真实的长度，而我们测同一个物体的测量结果可能不同，说明测量值和真实值之间是有差别的。 【交流讨论，完成填写】 1. 误差 在测量长度、时间以及其他的物理量时，使用仪器和测量方法的限制，测量值和真实值之间的总会存在差异，这就是误差。 2. 误差与错误的区分 误差错误产生原因(1)与测量者的测量水平有关； (2)与测量工具的精确度有关； (3)受环境因素影响(1)不遵守测量仪器的使用规则； (2)读数，记录结果时粗心能否消除不能消除，只能减小采用正确的测量方法，可以避免
3. 减小误差的方法 多次测量取平均值；使用精密的测量工具；改进测量方法。 【例8】如图为小组同学学习长度测量后讨论交流的情景，下列关于误差的说法正确的是（　C　） A．估读可以减小误差，整刻度时不需要估读 B．用皮尺测量时不能拽太紧，否则会使测量结果偏大 C．测铅笔长度时通过多次测量求平均值的方法可以减小误差 D．测量时多估读几位数可以减小误差 不同的刻度尺测量同一物体的长度，数据不应用的 知道了误差产生的原因 区分误差和错误 知道减小误差的方法 例题练习，加深理解误差与错误
课 堂 练 习 1．我们现在使用的初中物理课本的长度约为（C　） A．25μm B．25mm C．25cm D．25dm 2．下列单位换算关系式中，正确的是（　D　） A． B．45.0mm=450×0.001=0.45m C． D． 3．为了检验人躺着和站立时身体长度是否有差异，选用下列哪种尺最合适（　C　） A．量程15cm，分度值0.5mm B．量程30cm，分度值1mm C．量程3m，分度值1mm D．量程10m，分度值1dm 4．某同学用同一把刻度尺对同一个物体的长度进行了5次测量，结果如下：12.36cm、12.34cm、12.35cm、12.52cm、12.33cm则该物体的长度应记为（　C　） A．12.38cm B．12.345cm C．12.35cm D．12.34cm 5.小亮在“长度的测量”实验中，将一条厚薄均匀的铜丝紧密地环绕在圆柱形铅笔上，如图所示，铜丝环绕了整整30圈，则铜丝直径约为（　　） A．15.00cm B．0.50cm C．5.00cm D．0.17cm 6.如图用刻度尺测量一物体的宽度，物体的宽度是 1.40 cm；秒表读数为 337.5s 。
板 书 设 计 第1节 长度和时间的测量 一、长度的单位 1. 国际单位：m。常用单位：km、dm、cm、mm、μm、 nm 2. 单位换算：1km＝103m 1dm＝10-1m 1cm＝10-2m 1mm＝10-3m 1μm＝10-6m 1nm＝10-9m 二、长度的测量 1. 刻度尺的量程、分度值 2. 刻度尺的使用：五会：“认”、“放”、“看”、“读”、“记”。 3. 长度测量的特殊方法：①平移法；②化曲为直；③累积法；④滚轮法等。 三、时间的测量 1. 单位：国际单位是s，常用单位有h、min。1 h＝60 min 1 min＝60 s 2. 测量工具 ①古代：圭表、日晷、沙漏等。 ②现代：钟表、电子表、秒表、原子钟等。 3. 停表的读数 读数=内圈示数（min）+外圈示数（s）。若大盘是30s的，当小盘分针过半刻度时，大盘读数要加30s。 四、误差 1. 误差：测量值与真实值之间总会有差别，这种差别就是误差。 2. 产生原因：测量工具、测量环境、人为因素。 3. 减小误差的方法：多次测量取平均值；使用精密的测量工具；改进测量方法。 4. 误差和错误的区别: 误差不是错误，错误可以消除，误差不能消除，但可以减小。
课 堂 小 结 第1节 长度和时间的测量
作业 1. 完成课后作业：“练习与应用” 2. 配套同步分层作业
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