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沪科版八年级物理（2024） 第一章 运动的世界
第三节 实验：长度与时间 （教学设计）
【课题】第三节 实验：长度与时间
【学习目标】
1.能完成“用刻度尺测量长度，用表测量时间”的实验，知道在科学实验中存在误差，有减小实验误差的意识，能完成实验报告。
2.会估测长度和时间。
3.能体会古人在测量长度和时间方面的智慧。
【学习重点】
1.长度、时间的单位及换算。
2.会使用刻度尺测量长度、使用停表测量时间。
3.知道误差如何产生及减小误差的方法。
【学习难点】
1.刻度尺、机械停表的读数。
2.利用特殊方法测量长度。
【新课导入】
在生产生活和科学研究中，经常需要进行测量。
长度和时间的测量是物理学中两种基本的测量。
【板书课题】 第三节 实验：长度与时间
【新课导入】
如图所示，目测此人臂展(两臂侧向最大限度地水平伸展时，两中指指尖间的直线距离)与身高的大小关系。
仅靠目测，可能认为此人身高大于臂展;但若实际测量一下，也许会得到不同的结果。
通常，我们用感官感知世界，但仅凭感官判断却不一定正确。
为了科学、准确、便捷地获取信息，人们逐渐学会借助工具进行测量。
在古代，人们会利用身体某些部位或身边的物品作为工具进行测量，并将其作为确定的长度单位，如利用身高、足长、臂展、指宽、步距等。
随着社会发展，人们发现若测量单位不一致，会给彼此间的交流带来很大不便。因此，需要建立统一的测量单位。
知识点一 长度的单位及测量工具
1.测量单位
（1）长度、时间等可定性或定量描述的属性称为物理量。
测量物理量的过程实际上是比较的过程，测量就是将待测量与一个公认的标准量进行比较，这个公认的标准量叫做单位。
（2）为了方便国际交流,1960年，国际上通过了一套统一的测量单位,叫国际单位制（简称SI ）。国际单位制的单位是大多数国家(包括我国)的法定计量单位。根据2018年第26届国际计量大会的规定，光在真空中 内所经过路程的长度为1m.
为方便表示很大或很小的数，人们常采用科学记数法。例如，把1000记为1×103，把0.01记为1×10-2.
2.长度的单位
在国际单位制中，长度的基本单位为米(m)。另外，人们根据需要，还使用千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)等长度单位。它们之间的换算关系为
1km＝103m
1m＝10dm
1m＝102cm
1m＝103mm
1m＝106μm
1m＝109nm
3.长度的测量工具
为了准确测量长度，人们设计、制造了各种测量长度的工具。常用的测量工具有直尺、卷尺、游标卡尺等。
认识、了解测量长度的刻度尺
测量工具最小刻度的间隔值叫分度值，它决定测量的精确程度。
测量工具所能测量的范围叫量程。
图中直尺的分度值为1mm(0.1cm)，测量时只能精确到1mm；量程是8cm，一次能测量的最大长度是8cm.
使用测量工具通常需了解其分度值和量程。
【课堂练习】
【例题1】（2025年江苏泰州期末考试题）四位同学做一道单位换算题，其中计算过程正确的是【 】
A.25.64cm= 25.64cm×m=0.2564m B.25.64cm=25.64×cm=0.2564m
C. 25.64cm= 25.64×m= 0.2564m D. 25.64cm =25.64cm+100m =0.2564m
【答案】C
【解析】进行单位换算时，注意数字保持不变，然后乘以单位之间的换算关系，最后用科学记数法表示结果。
25.64 cm= 25.64 × 1cm=25.64× m = 0.2564 m
【例题2】新情境(2026年辽宁铁岭中考三模题）如图为国产动漫《哪吒之魔童闹海》的海报，火尖枪为哪吒的法宝之一，长度约为一丈八，近似等于一名普通中学生身高的3倍，则其长度约为【 】
A.5.4cm B.5.4dm C.5.4m D.5.4km
【答案】C
【解析】一名普通中学生身高约为1.7m，火尖抢的长度近似等于一名普通中学生身高的3倍，即为L=1.7m×3=5.1m，与5.4m接近，故选择C.
知识点二 时间的单位及测量工具
1.时间的单位
像测量长度一样，测量时间也需要确定的时间单位。
人们很早就利用交替的昼夜、变化的四季等作为时间单位，如地球自转一周为1天，地球公转一周为1年。
由于测量时间要求精准，人们逐渐有了不同的时间单位。
在国际单位制中，时间的基本单位为秒(s)。人们根据需要，还使用时(h)、分(min)、毫秒(ms)、微秒(μs)等单位。它们之间的换算关系为
1 h=60 min
1 min = 60s
1s=103ms
1 ms=103μs
2.时间的测量工具
生活中人们常用钟、表等工具测量时间。在运动场和实验室，人们经常用停表（秒表）测量时间（方便启动、停止；方便测量时间间隔和累计计时）。
时钟是人们根据自然界物体运动规律发明的计时工具。 古代，人们发明了利用阳光下物体影子的变化规律来计时的时钟--日晷;利用细沙、水的流动规律来计时的时钟--沙漏、水钟等。后来，人们发现了物体的摆动规律，发明了摆钟。随着对物质运动认识的深入，人们又发明了利用分子、原子运动规律来计时的石英表、原子钟等。
【课堂练习】
【例题3】新情境（2026年福建厦门外国语学校期中考试题）2025年1月，中国开始建造先进阿秒激光设施，该设施有助于科学家进一步了解微观粒子的运动。阿秒(符号as)，等于10-18s,是人类目前能够掌握的最短时间尺度。则100as=__________s.
【答案】1×10-16
【解析】进行单位换算时，注意数字保持不变，然后乘以单位之间的换算关系，最后用科学记数法表示结果。
100 as=100 × 1as=100×10-18 s=1×10-16 s
【例题4】（2025年江苏连云港中考题）（改编）下列物理量最接近实际值的是【　　】
A. 中学生的身高大约为160m
B. 正常人步行的速度约为4m/s
C. 初中物理课本的宽度约为18cm
D. 做一遍眼保健操的时间约为10s
【答案】C
【解析】A．中学生的身高大约为160cm；
B．正常人步行的速度：1～1.5m/s；
C．初中物理课本的宽度：18～19cm；
D．做一遍眼保健操的时间约为5min，即300s.
题述物理量最接近实际值的是：初中物理课本的宽度约为18cm.
知识点三 实验：长度与时间的测量
不同情况下，人们对测量结果精确度的要求并不相同。当精确度要求不高时，可借助自然现象或身边的物品进行估测;当精确度要求较高时，则要选择适当的测量工具进行测量。
实验：使用刻度尺和秒表分别测量长度和时间。
实验目的
1.学会使用刻度尺测量长度。
2.学会使用秒表测量时间。
实验器材
刻度尺、秒表。
实验步骤
一、用刻度尺测量课本的长和宽
1.观察刻度尺。
了解使用的刻度尺的零刻度线、分度值和量程.
2.正确放置刻度尺。
将刻度尺的零刻度线与被测量物体的一端对齐，有刻度的一边要紧贴被测量物体，且与被测边保持平行。
3.读出被测量物体的长度。如图所示为测量铅笔长度时的正确读数方法。读数时视线要与尺面垂直，注意估读到分度值的下一位，并注明测量单位。
4.测量3次物理课本的长和宽，将测得的数据如实记入表中。
物理课本的长和宽测量数据记录表
测量对象 测量次数 平均值
第1次 第2次 第3次
长L/cm 26.00 26.01 26.02 26.01
宽b/cm 18.30 18.31 18.29 18.30
二、用秒表测量脉搏跳动30次的时间
1.了解秒表。
观察秒表的量程、大表盘和小表盘的分度值，会读秒表记录的时间。
秒表的量程:0 30 min
大表盘的分度值：0.1 s ， 小表盘的分度值：0.5 min
秒表记录的时间：2min16s
2.熟悉秒表的使用。
能进行调零、上发条、启动、暂停、归零等操作。
3.用秒表多次测量你脉搏跳动30次的时间，将测得的数据记入设计的表格。
测量对象 测量次数 平均值
第1次 第2次 第3次
时间t/s 26 27 27 27
实验结论
取3次测量值的平均值作为测量结果。
1.物理课本的长l=26.01cm，宽b=18.30cm.
2.脉搏跳动30次的时间t=27s.
交流讨论
1.比较不同实验小组的测量结果，如有不同，讨论产生差异的原因。
①使用的测量工具的分度值不同； ②读取数据时估读数字不同。
2.讨论怎样根据脉搏跳动的次数来估测时间。
若心率为每分钟70次，则脉搏跳动1次的时间为0.86 s ，可将此数值作为计时的基准，根据脉搏跳动的次数来估测时间。
【拓展】长度测量的特殊方法
①利用三角尺、直尺测量硬币直径（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。
②累积法（测多算小法）
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）测量细金属丝的直径
a. 把铜丝紧密绕在铅笔上；
b. 数出缠绕在铅笔杆上的圈数n；
c. 用刻度尺量出n圈铜丝圈的长度L；
d. 铜丝的直径 d= L/n.
（2）测量一张纸的厚度
a. 选取n（如100张）张纸作为一个整体；
b. 测出n张纸的总厚度d；
c. 用总厚度d除以纸的张数n，从而得出一张纸的厚度 h＝d/n
③化曲为直法
适用于测较短的曲线长度，例如地图册上的铁路线长。
测量一段曲线AB的长度
用无弹性的棉线与曲线完全重合，作好两端的记号AB；然后拉直测出棉线长度L，即为曲线的长度。
④滚轮法
用滚动圆轮的方法测一些曲线的长度，例如测量花坛的周长。
同学用测距轮测花坛的周长。已知测距轮的直径为D，测距轮绕花坛滚动的圈数为n，则可以得出花坛周长为L=πDn.
【课堂练习】
【例题5】(2026年江苏苏州新区中考二模题）物理量的测量是物理实验的基本操作，以下测量工具请正确读数：
甲图物体长度为_______cm，乙图机械秒表读数为5min______s.
【答案】1.70 37.6
【解析】刻度尺上1cm之间有10个小格:一个小格代表的长度是0.1cm=1mm,物体左端与0.00cm对齐，物体长度等于物体右端所对刻度值，为L=1.70cm.
机械秒表的小表盘分度值是0.5min，大表盘分度值是0.1s；
小表盘指针在5.5min和6min刻度线之间,秒表示数应大于5min30s小于6min，为5min37.6s.
【例题6】(2026年湖北黄石十八中月考题）如图所示的测量硬币直径的做法中，正确的是【　　】
【答案】C
【解析】电梯从1楼到5楼通过的路程s1=4×3m=12m，运行时间t1=8s，平均速度
；
【答案】C
【解析】用三角尺和直尺测量硬币直径，实质是将被测量的直径平移到刻度尺上进行测量。
图示的测量硬币直径的做法中，正确的是C.
知识点四 测量误差
由于客观或主观因素，如测量工具、测量方法、测量者等的影响，测量值和真实值之间总存在一定的偏差。这种偏差称为测量误差，简称误差。
科学测量中需注意测量误差。
测量中，误差是不可避免的，但可以减小。
通常，可通过选用更精密的测量工具、改进测量方法、多次测量取平均值等方法减小误差。
误差和错误的区别
误差 错误
产生原因 （1）与测量人员的估读有关； （2）与测量工具精确度有关； （3）受环境等因素的影响 （1）不遵循测量仪器使用规则； （2）读数、记录结果时粗心
能否消除 或避免 不能消除或避免，只能减小 正确操作、认真记录可避免
【课堂练习】
【例题7】(2021年山东枣庄中考题)下列有关误差的说法中，正确的是【 】
A.多次测量取平均值可以消除误差
B.误差是不遵守仪器的使用规则产生的
C.只有认真测量，就可以避免误差
D.选用精密仪器测量可以减小误差
【答案】D
【解析】误差是在测量过程中产生的测量值与真实值之间的差异，误差不是错误，误差是在正确测量的情况下产生的，无论测量再认真，受测量仪器和测量方法的限制，也会产生误差；误差不可避免，可以用更精密的测量仪器，或者采用多次测量取平均值的方法来减小误差，但不能消除误差。
【例题8】(2026年安徽马鞍山花山区期末考试题)小明5次测量物理课本的宽度,结果分别为18.52cm、18.52 cm、18.28 cm,18.50 cm、18.51 cm,则物理课本的宽度为 _______cm;小明所用刻度尺的分度值为________cm;这是利用_______________________来减小误差。
【答案】18.51 0.1 多次测量求平均值
【解析】从小明5次测量物理课本宽度的结果看，其中的18.28 cm是错误的。物理课本的宽度等于其余四次测量值的平均值，为
小明测量数据的单位是厘米，最后一位数字是估读数字，即估读到厘米的百分位，说明小明所用刻度尺可以测量准确到厘米的十分位，即刻度尺的分度值是0.1cm.小明利用多次测量求平均值的方法来减小测量的误差。
【课后作业】作业： 1～8题.

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