第三节  时间和长度的测量

第三节  时间和长度的测量从容说课    时间和长度的测量是物理学和技术中最基本的测量，也是人们认为最简单的测量．生活中许多的时候，人们往往习惯于靠感觉去判断，很难精确，而且有时会出错．因此，本节的重点是要学生学会正确使用测量工具进行测量．测量过程中仪器的正确使用及正确记录测量结果是本节课的难点．    对于长度和时间，学生比较熟悉，学习过程中容易轻视，因此教材中安排了两部分“想想议议”．通过学生讨论了解测量工具的发展变化过程，引起学生的学习兴趣，明确正确测量的重要性．通过学生动手实践，学会正确使用测量工具进行测量的方法．教学目标    一、知识目标    1．会使用适当的工具测量时间和长度．    2．知道测量有误差，误差和错误有区别．    二、能力目标    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，具有初步解决简单生活问题的能力．    2．通过进行简单的测量，具有使用简单测量工具的能力．    三、德育目标    1．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．    2．通过学习简单的测量知识．体会测量在物理学中的重要性，养成细致、严谨的学习习惯．教学重点    正确使用测量工具测量时间和长度．教学难点    正确记录测量结果．教学方法    讨论法：引入学生感兴趣的问题，通过学生的积极讨论，引起学生对问题的关注，提高学生的兴趣，实现教学目标．    实践法：通过学生的亲自实践，学会测量工具的正确使用．教具准备    计时工具：电子表、石英表、机械表等．    测长度工具：直尺、皮卷尺、折尺、游标卡尺、千分尺等．    投影仪．课时安排    1课时教学过程    一、引入新课    [师]上节课中，同学们一起讨论了运动的快慢，如何来比较物体运动的快慢呢?    [生]通过比较运动物体的速度的大小，来比较物体运动的快慢．    [师]如何知道物体速度的大小呢?    [生]通过测量运动物体运动的时间和经过的路程来测量速度．    [师]时间和路程用什么测量，如何测量呢?    二、新课教学    [生]用表来测时间，用尺子来测长度．    1．时间的测量    [想想议议]    [师]同学们了解的表都有哪些?你认为古代人和现代人测量时间的方法一样吗?    [生]现在的表的种类很多，如钟表、手表、怀表、小闹钟等．    [生]也可将表分为石英表、机械表、电子表等．    [师]大家都同意他们的说法吗?    [生]他们的分类标准不一样，但是都可以．    [生]手表、钟表、闹钟都是平时生活中计时用的．还有一种表是在运动会上跑步计时时才用的．叫秒表或停表．    [师]按照使用人群的不同，我们还可以将表分成儿童用的卡通表、盲人用的盲人表和成人用的各种表：按照安装位置的不同，还能将表分成吊钟、座钟、落地钟等等．同学们说可以吗?    [师]现在我们的生活中各种各样的表实在是太多了，不论将它们分成多少种、划为多少类，它们都是现代人的计时工具．同学们有没有想过在古代还没有表的时候，人们是如何计时的呢?    [生]我认为是用太阳或影子计时的．因为我见过老家农村的老奶奶决定干活或做饭都不看表，而是看“日头”或看院子里墙的影子．古代人没有表，可能和她们一样．    [生]古代人用“燃香”来计时，我听老人们说过“一炷香的功夫”，指的就是烧完一根香的时间．在古装电视剧里也看见过用“火”计时间．    [生]我认为古代人是用时辰来计时的．    [生]我在书上看到过古代有水钟．可以用流水来计时．    [生]网上说最早的计时工具是日晷，是埃及人最先使用的．    [师]同学们从听到的、看到的、想到的、猜到的，说出了这么多种古代人可能的计时方法．不论对不对，你们都是最棒的．请同学们看下面的资料片．    [投影]    人类计时仪器的发展史    [师]看了上面的内容，同学们有什么感想吗?    [生]计时器的发展经历了很长的时间，经过了许多人的努力．    [生]我们今天用的表也是从古至今许多人共同努力的结果，是他们智慧的结晶．    [师]同学们说得太好了．今天的计时器——“表”.大家都会用吗?想不想试一试呢?    (教师将课前准备的闹钟、停表等发给同学，也可以让同学们使用自己的手表)    [师]请同学们用你们手上的表测量自己写10个字用多少时间，然后介绍你的测量方法．    [生]我是用自己的手表测量的．在写字前看看是几点了，写完后再看是几点几分，前后两次时间的差，就是我写10个字所用的时间．    [生]我用小闹钟测量时间，方法和前一位同学相同．    [师]哪些同学是用停表测量的，会用吗?谁能给大家讲一讲呢?    [生]我知道怎么用．停表有两种，和书上图11.3-2中的一样，一种是机械停表，一种是电子停表．机械停表上有两个按钮，按下中间较大的按钮，表开始走，再按一下表停，表针停在某一位置上，再按下旁边的小按钮，指针就会回到零；大表盘上还有一个小表盘，大表盘上指针转一圈，小表盘上的指针就转过一小格，表示1分．使用前应让两个表针都指零．开始写字的同时按一下中间按钮，写完字的同时再按一下，从表中指引的位置就可以直接读出写10个字所用的时间了．    [生]电子停表的使用和机械停表的使用基本相同，但我认为电子停表读数更简单．使用机械停表时，如果测量的时间超过1 min，则需要从小表盘上读出多少分钟，再从大表盘上读出多少秒．而使用电子停表时，直接读出显示的时间即可．    [师]大家认为他们讲得清楚吗?老师认为他们非常棒．现在请拿着停表的同学和拿着手表及闹钟的同学互相交换，将刚才写过的10个字按相同的速度再重写一次，测量经过的时间，和第一次测量的时间比较．    [生]我发现按相同的速度写同样的字用停表测出的时间比用手表测出的时间短．    [生]我觉得用停表测出的时间较准．用停表测量时可以用左手操作停表，和写字同时开始，同时结束．而用手表测时要先看了表再写字，写完后再看表，所以测出的时间长，并且手表不停走动，也不容易记准时间．    [师]同学们通过自己比较，一定已经明白了为什么径赛场上和实验中测时间一般用停表的道理．    [生]使用停表测一段时间间隔操作方便也更准确．    [师]请同学们利用你们手中拿着的表再测量自己一分钟内脉搏跳动的次数．课后放学或上学的路上用脉搏估算需要的时间并和用表测量出来的时间进行比较，看看相差多少，差得多不多．    (同学们认真测自己的脉搏，教室内非常安静)    [师]同学们刚才在测脉搏的时候，拿着钟表或机械停表的同学，一定听到了表的“滴答”声，是什么东西使钟表滴答响呢?请看下面内容．    [投影]    滴答响的时钟    [师]看了上面的内容，老师相信同学们自己也一定会做一个摆，怎么做呢?    [生]用一根细线，下端拴一个小重物就能做成一个摆．    (教师利用长约1米的塑料捆扎绳，下端系一把小锁头向同学们展示．教师将细线和另一端系在铁架上，拉开一个小角度，铁锁便摆动起来)    [师]类似这样的装置叫单摆．请同学们利用手中的表测量这个摆摆动一个来回所用的时间，看怎样才能测得更准确．    (学生进行测量，教师可以参与学生的讨论)    [生]如果单测一个来回，有时很大，有时很小，肯定不准确．可以多测几个来回然后求出摆动一个来回所用时间就能更准确．    [生]我觉得可以几个人同时测一个来回，将几个人测出的结果平均，也能使测量结果更准确些．    [师]同学们能认真思考是非常好的习惯．课后大家还可以继续测量、讨论，找出最好的方案．    同学们一定还记得小学学过的时间的单位，是什么呢?    [生]小时(h)、分(min)、秒(s)．    [师]国际单位制中时间的单位是秒，符号是s．秒是怎么规定的呢?请同学们阅读．    [科学世界]    2．长度的测量    [师]大家都知道长度可以用尺子来测量．同学们能说说都有些什么样的尺子吗?    [生]直尺、三角板、卷尺．    [生]裁缝用的皮尺、木匠用的折尺……    [师]还有在精确测量或特殊测量时常用的游标卡尺、千分尺(也叫螺旋测微器)．    (教师可以在列举尺子的过程中．将这些尺子一一展示给学生，增强他们的感性认识)    [师]同学们谁还知道人体的哪些部位可以作为尺，用来估测长度?人体哪些部位的长度具有特殊的关系?    [生]人伸开两臂的长度大约等于身高；伸开手掌，从大拇指到中指尖的距离叫“一大柞”，大拇指到食指尖的距离叫“一小柞”．如能知道自己“一柞”的长度、身高，就能利用双臂及手掌估测物体的长度．    [生]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．    [生]人身体上许多部位是按“黄金分割”分配的，比如眼睛是头部的黄金分割点，肚脐是人体的黄金分割点等．    [师]同学们知道这么多关于人体尺寸的知识，真让老师吃惊．大家也一定还记得长度的单位都有哪些?    (同学们列举单位的过程中，教师投影长度的单位及换算，巩固记忆)    [投影]    长度的单位及换算：    单位：千米(km)、米(m)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)．    换算关系：1 km 103m    1 dm 10-1 m    1 cm 10-2m             1 mm 10-3 m    1μm 10-6m             1 nm 10-9m    [师]国际单位制中长度的单位是米(meter)，符号是m．1 m是如何规定的呢?同学们看书p28.    [生]1983年国际计量大会规定：光在真空中 s内所经历的路径的长度定义为1m    [师]大家会用生活中常见的直尺、卷尺测长度吗?请同学们利用你文具盒中的尺子测出物理课本的长、宽、厚，并和同学们交流测量方法及发现的问题．    (同学们操作，教师巡视．注意发现测量过程中存在的问题，和学生讨论解决)    [生]测书的长度的时候，要选择较长的刻度尺；刻度尺平行地放在被测的长度上，尺子上的零刻度线与被测长度的一端对齐，视线和被测长度另一端的刻度尺对齐(学生示范说明)；读出刻度尺上的数值，记下来．这样就测完了．    [生]我的尺子用的时间长了，前面零刻线的地方看不清楚，我将能看清楚的一条刻线和被测长度的一端对齐，读出另一端刻度尺上的数值，将前面的值减去，也能测出物体的长度．    [生]我发现将刻度尺上的刻线紧贴在被测物体上(学生示范)，读数时容易看清楚、读准确．    [生]我用刻度尺测量书的宽度的时候，零刻线和一端对齐了，可是另一端和刻度尺上的刻线对不齐，该怎样算长度呢?    [师]是不是其他同学也有同样的问题?实际上类似的问题我们在测量中经常遇到．[投影]

    [师]同学们一起来讨论如何解决这个问题．    [生]刻度尺上的一小格是1 mm，可以根据被测物的边缘所对的位置估计一下是零点几毫米就行了．    [师]请大家看看被测物边缘对应的是刻度尺上多大的值．    [生]我觉得是6．35 cm．    [生]我看是6．38 cm．    [生]被测物的边缘对应的位置超过了小格的中间，靠右，我认为是6.36 cm．    [师]三位同学读出了三个数字，数字中前两位完全相同，只有第三位不同，为什么呢?    [生]前两位数是从尺子上读出来的，当然都相同，而最后一位是根据个人的感觉估计出来的，就可能不相同．    [师]回答得非常好．直接从尺子上读出来的数值，我们称它为准确值；估计出来的值我们称它为估计值．因此，一个测量出来的数值就包括两部分．    [生]一部分是准确值，另一部分是估计值．    [生]测量结果上还必须说明单位．所以测量结果应包括三部分：准确值、估计值和单位．    [师]如果被测物的边缘和刻度尺的某一条刻线对齐了，还用估计吗?    [生]被测物边缘和刻线对齐时，就不用估计，也可以说估计值是零．    [师]说得非常好．在书写测量结果的时候，为了说明你的估计值是“零”．在准确值的后面应该写上“0”．    [生]用最小刻度是mm的尺测量时，能估计到零点几毫米；如果是用最小刻度是cm的尺溅量，就只能估计出零点几厘米，用mm尺测出来的结果肯定就比用cm尺测出来的准确．    [师]这就是说我们在读数的时候只能估计到最小刻度值(也叫分度值)的下一位．在测量时应根据测量的要求选择合适的尺子．    [生]测足球场的长度时用最小刻度是1 m的尺子就行，测玻璃时就需要用最小刻度是1 mm的尺子测．    [师]现在请一位同学说说刚才投影中被测物体的长度是多少?    [生]因为零刻线不是和被测物的一端对齐的，所以应将另一端读出的值减去前面刻度的值．根据他们三个读出的6．35 cm、6，38 cm、6，36 cm．能算出被测物的长可能是6．35 cm-4 cm 2．35 cm、6．38 cm-4 cm 2．38 cm、6．36 cm-4 cm=2．36 cm．    [师]被测物体真正的长度即真实值只有一个，而三个同学测同一个物体就得到了三个测量值．说明测量值和真实值之间是有差别的，这就是误差．大家说误差能完全消灭吗?    [生]测量总是人利用工具进行的，并且测量时还得要估计，总会有一些误差．所以我认为误差不能消灭，只能尽量减小．    [生]可以多测量几次，多几个人测量，然后求平均值，来减小误差．    [师]这就是我们在物理实验中经常用到的“多次测量取平均值”．    [师]如果在测量的过程中，不小心将尺子放歪了．或没有一条刻度线和被测物对齐，或读数时斜视，你们觉得会产生什么结果?    [生]如果这样测量，测量值和真实值之间的误差肯定会很大．    [师]同学们必须明确，不按正确的方法测量得到的结果并不是存在误差，而是错误．误差是不可避免的，而错误是不应该也不允许发生的．    [师]同学们已经学会了正确使用刻度尺测物体的长度．能不能用刻度尺测硬币的直径、一张页的厚度、细铁丝的直径等，课后大家可以继续思考、讨论．现在同学们一起小结本节内容．    三、小结    1．时间的测量：时间的单位、测量时间的工具、停表及手表的正确使用．    2．长度的测量：长度的单位及换算关系，正确使用刻度尺测长度、误差．    四、动手动脑学物理    1．略．    2．使用多次测量求平均值的办法可以测得更准确．测量过程中应注意小铁块离开平均位置的距离(即摆角)不宜过大，摆动的次数也不宜过多，(30次左右即可)，否则会降低测量的准确程度．    可以让学生尝试改变摆的长度及小铁块的质量探究摆动一个来回所用的时间和什么因素有关系．3．(1)测硬币直径：

    (2)测硬币周长：用一纸条紧紧贴绕在硬币侧面，重合的部分用针扎洞，取下纸条测两针孔间的距离即硬币周长．在硬币侧面的某一位置涂上一点颜色，使硬币在纸上滚动一周，纸上就会留下颜色的痕迹，它们之间的距离就是硬币的周长，也可以测出硬币直径求出周长．    (3)测一页纸的厚度：测出100张纸的厚度d，则一张纸的厚度l d／100．    (4)测铜丝直径：将铜丝密绕在铅笔上(绕n匝)，测出n匝铜丝圈的长度l，则铜丝的直径：d= .五、板书设计1.时间的测量正确使用刻度尺2.长度的测量古代人计时工具：日晷、沙漏、漏壶                                  生活中使用的各种手表、钟表                现代人的计时工具                         机械表：使用                                 实验室及赛场常用的停表                                                         电子表：使用                           国际单位制：秒（second）.符号“s“ 时间的单位                           秒的定义              测量的工具：直尺、皮尺、卷尺、游标卡尺、千分尺                                1km=103m       1dm=10-1m              长度的单位及换算  1cm=-10-2m     1mm=10-3m                                1μm=10-6m     1nm=10-9m                               选：根据测量要求，选择适当量程及分度值的尺子                               放：刻度尺要与被测对象平行；刻度线紧贴被测物；零刻线与被测对象一端对齐                               看：视线正对刻度尺刻线，不要斜视                               读：读数时要估读到分度值的下一位                               记：记录测量结果要有准确值、估计值和单位            误差：真实值和测量值之间的差别叫误差                   误差只能减小，不能消灭