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第一节 时间和长度的测量
一．教学目标
1、知识与技能
(1) 会使用适当的工具测量时间和长度
(2) 知道国际单位制中长度和时间的单位
(3) 知道测量有误差，误差和错误有区别
2、过程与方法
(1) 体验通过日常经验或自然现象粗略估计时间和长度的方法。
(2) 体验探究长度间接测量的探究过程。
3、情感、态度与价值观
认识计量时间和长度的工具及其发展变化的过程，培养对科学技术的热爱。
二．教学重点
1、认识常用的计时工具和长度测量工具。
2、用刻度尺测量物体长度。
教学难点
1、长度的间接测量方法。
2、误差和错误的区别
三．教学仪器
刻度尺，卷尺，螺旋测微器，游标卡尺，时钟，机械停表
四．教学过程
（一）引入新课
提问：找几个不同的学生让他们说出各自的身高，以及他们是如何知道自己身高的？
（二）讲授新课
1. 长度的单位
卷尺可以测量我们的身高，而这个身高实际上就是我们人体的长度，那大家知道长度的单位吗？认识长度单位的符号及单位间进率。
米(m)、千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)
1km=1000m=103m; 1m=10dm 1m=100cm=10²m 1m=1000mm=10³mm
1m=1000000um=106um 1m=1000000000nm=109nm
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
例0.05m= nm= cm
0.5×10-6um= nm = mm
3.42×109nm= m= km
262mm= dm= km
在国际单位制中我们给长度取的单位是米，符号为m ，了解“米”的准确定义：光在真空中1/299792458s内所经路径的长度定义为1米。
2、长度的测量
除了卷尺之外还有哪些仪器可以测量物体的长度呢？学生举例，
让学生观察自己手中的刻度尺回答下面的问题：
（1） 它的零刻度线在哪里
（2） 它的量程，也就是它的测量范围是多少？
（3） 它的分度值（相邻两刻度线之间的长度，它决定测量的精确程度）是多少?
我们要想精确测量物体的长度仅有卷尺、刻度尺是不行的，我们还需要更精确的测量仪器游标卡尺、螺旋测微器。
3、刻度尺的使用
有了工具我们就要会使用工具，初中我们要求会使用刻度尺测量物体的长度，你们会使用吗？找学生到讲台测量物理书的宽度，让学生观察并指出不当之处，然后再集体总结用刻度尺测量物体长度的步骤。
应做到：刻度尺要放正，要紧靠被测物体；读数时视线要与尺面垂直；要估读到分度值的下一位数；多次测量取平均值。
例：下图是测量一木块长度的示意图。刻度尺的分度值是_________，物体的长度是_________________cm。
4.生活中一些长度和距离,让学生仔细阅读小资料的内容知道：
成年人走两步的距离大约是1.5m
课桌的高度大约是0.75m
地球的半径是6.4×106m
例：小明同学在测量记录中忘了写单位，下列数据中单位是cm的是（ ）
A． 一支铅笔的直径是7
B． 茶杯的高度是10
C． 物理书的长度是2.52
D． 他自己的身高是16.7
其实除了这些工具之外我们的身体也是一把刻度尺，让学生找出身体的哪些部位可以做为“尺”。
①伸开手掌，从大拇指到中指指尖的距离，称为“一柞”。
②伸开两臂的长度，大约等于身高；人步行时，平均一步的长度；某一个手指的宽度等。
5.特殊长度的测量
书本的宽度我们可以用刻度尺直接测量，请问我想知道我手中硬币的周长该怎么办？
探究：不能直接用刻度尺放在硬币下进行测量，直径的位置难以判断，会使测量不准确。只能用间接的方法进行测量。
方法一(卡尺法)：图11-2-1所示，用直尺和三角板把硬币紧压在桌面边缘；借助两把三角板和一把刻度尺来进行测量。或用一只三角板和一把刻度尺，如图图11-2-2所示，用两把三角板紧夹住硬币， 均可从刻度尺上读出硬币的直径d。根据公式L=лd 求出硬币的周长。
方法二(滚轮法)：在纸面上画一条直线，让硬币从某个记号开始，在纸面上沿直线滚动n周记下终点。测出线段长度s，先求出每周的周长L=s/n，再利用L=лd求出硬币的直径d=s/nл.
方法三(替换法)：把硬币放在纸上，贴着边缘用笔画上一圈，再剪下对折，然后用刻度尺直接测量圆的d，即为硬币的直径。根据公式L=лd求出硬币的周长。
方法四(化曲为直法)：拿一纸条紧贴着硬币边包几圈，用一大头针在纸条上扎穿一个孔，然后将纸条展开平放，用刻度尺测出相邻孔间的距离L，就是硬币的周长。根据公式d=L/л求出硬币的直径。
(1) 测量一页纸的厚度
探究：纸的厚度为10-4m,用毫米刻度尺测不出一页纸的厚度，也测不出二页纸厚度，但是能测出上百页纸的厚度，而一页纸的厚度只要把测出的厚度除以总张数就可以求出了。
(以多测少法)测量时取若干页纸(纸的页数要足够多)，压紧后，用最小刻度为毫米的刻度尺量出其总厚度L，然后将总厚度除以纸的页数n，求出每页纸的厚度l=L/n.
(2) 测量细铜丝的直径
测量道理与测量一页纸的厚度相同(以多测少法)
测量方法：找一支圆铅笔，把细铜丝捋直，将金属丝在铅笔上依次密绕适当的圈数n，用有毫米刻度的刻度尺量出这个线圈的长度l，再将线圈长除以圈数所得的商就是金属丝的直径d=l/n .
6、 时间的测量
（1）计时工具
生活中我们除了要知道物体的长度之外还要知道时间，教师概括介绍计时工具的发展变化过程。在古代，人们用日晷、沙漏等器具来计时。16世纪后，欧洲出现了有重锤的摆钟，近代机械式钟表就是在它的基础上发展起来的。现代利用石英晶体制成了稳定、轻巧、方便的电子钟表，它们一天的偏差不超过0.5秒。目前最准确的计时装置是天文台使用的原子钟，30万年的偏差只有1秒。
让学生看课文图11.3-1了解古代和现代的几种计时工具。
学生交流课外收集的有关古代人和现代人测量时间的工具、测量方法？
简要介绍日晷、沙漏计时原理：
① 日晷：在太阳照射下垂直于日晷圆盘上的杆在圆盘上形成影，随太阳升降运动，不同时刻在日晷上影子的位置不同，在日晷上对应位置标上对应的时刻，就可以用来计时了；②沙漏：沙漏上方容器的沙子以相同的时间间隔向下方的容器漏下相同数量的沙子，根据漏下的沙量计时。)
(2)时间单位
a.复习小学学过的时间单位及单位间进制率。
b.阅读课文第27页倒数第二自然段，了解在国际单位制中时间的单位是秒。
让学生阅读课文第28页科学世界<<计时标准>>了解“秒”的准确定义：铯原子振动9192631770次所需的时间定义为1s。
认识时间单位的符号：小时(h)、分(min)、秒(s)
(3 )停表的使用
7、误差
任何实验测量结果不可能是绝对准确的，由于受所用的仪器和测量方法的限制，如在测量长度实验中，有的同学读刻度尺示数可能估计得偏大一些，而有的同学估计的可能小一些，而一个物体它的真实长度总是一定的，这个真实的长度叫做真实值，所以测量值和真实值之间必然存在差异，测量值和真实值之间的差异叫做误差。
由于仪器本身不可能做的非常精确，实验者对实验的观察总会有偏差，因此误差总是存在的，不能消灭，但尽量减小误差。
错误与误差不同：错误是指不按实验、操作的有关规定的做法。是不正确的测量方法产生的，所以只要严格按要求去做，错误是可以避免的，而误差是不可避免的。
减小误差的方法：多次测量的平均值 会更接近真实值，误差较小。
达标自查
1、给下列各物体的长度填上合适的单位：
(1)中学生的身高1700 ； (2)一个墨水瓶的高为0.65 ；
(3)一课桌的高为0.52 ； (4)物理课本的宽为1.85 。
2、使用刻度尺测长度时，下面做法不正确的是( )
A、放置刻度尺时，刻度尺应沿所测长度放置，并必须从0刻度线量起
A、 看刻度尺时，视线要与尺面垂直，并要正对刻度线
B、 读数时，根据所测长度末端靠近的刻度线来读取数据
C、 记录时，要记下测量的数字和单位
3、下列关于误差的说法中正确的是( )
A、认真细致的测量可以避免误差 B、测量时未遵守操作规则会引起误差
C、测量时的错误就是误差太大 D、测量中错误是可以避免的，而误差是不可避免的
4、下列各刻度尺中不能使用的刻度尺是( )
A、分度值为1cm的刻度尺 B、0刻度线已经磨损的刻度尺
C、量程只有10cm的刻度尺 D、刻度不均匀的刻度尺
5、怎样利用刻度尺和三角板测出一枚硬币的直径？画图表示出你的测量方法，并将测量结果填在横线上。
硬币面值 ；硬币直径 。
6、怎么测量一个乒乓球的直径？写出你需要的辅助器材，画出你的测量方法。
7、要比较准确地测出京珠高速公路的里程，比较科学而简单的办法是( )
A、做一根分度值为1m，长为100m的长度的刻度尺进行测量
B、打开地图，根据图上给出的比例尺，然后用毫米刻度尺量出北京到珠海的距离
C、利用汽车行驶中里程表计数的变化
D、将公路等分成n段，测出每段的长度s，再由ns算出
能力提高
8、在你身上找到长度等于1m、1dm、1cm、1mm的不同部位，今后在没有刻度尺的时候，你就可以有这些身体上的刻度进行粗略的测量了。
9、利用学校田径场的跑道和秒表，怎样测量自己正常步行时的速度？测出了这个速度你还能进一步测出你家到学校的距离吗？试一试。
10小明在学校的田径运动会的跳远比赛中，奋力一跃，裁判用卷尺进行测量发现小明的成绩刚好打破了校纪录，但裁判长却没有认可这个成绩，而是拿来了一把钢卷尺进行了重新测量，你知道这是为什么吗？
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