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第二章 機(jī)械運(yùn)動(dòng)
第2節(jié) 長(zhǎng)度及其測(cè)量
1. 知道物體的尺度及其測(cè)量方法。
2. 掌握長(zhǎng)度單位的換算和使用。
3. 理解誤差及其對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
高鐵已經(jīng)成為我國(guó)的一張亮麗的名片,極大地方便了人們的出行，也為社會(huì)的發(fā)展注入了活力。列車從一個(gè)車站行駛到另一個(gè)車站的過(guò)程中，它的空間位置發(fā)生了變化，我們?cè)撊绾蚊枋龊捅容^物體的這種位置變化呢
新知導(dǎo)入
生活中我們經(jīng)常用長(zhǎng)度、寬度、高度、厚度、直徑、半徑、距離、路程等來(lái)描述空間的尺度，在物理學(xué)中將長(zhǎng)度(length)作為描述空間尺度的基本物理量，長(zhǎng)度一般用符號(hào)L( l )表示。
一、物質(zhì)世界的空間尺度
新知學(xué)習(xí)
1. 長(zhǎng)度的符號(hào)：
2. 長(zhǎng)度的單位：
（1）基本單位：
L
米
m
分米
dm
厘米
cm
毫米
mm
微米
μm
納米
nm
千米
km
米，用符號(hào)m表示。
1983年國(guó)際計(jì)量大會(huì)做出規(guī)定：1米是在秒內(nèi)，光在真空中傳播的距離。
（2）常用單位：
3. 長(zhǎng)度單位的換算
1km=103m 1dm=10-1m 1cm=10-2m
1mm=10-3m 1μm=10-6m 1nm=10-9m
4. 一些常見(jiàn)的長(zhǎng)度
1 m
1 dm
1 cm
中學(xué)生身高約為1.65（ ）
一根頭發(fā)絲的直徑約為70（ ）
一層樓高約為300（ ）
m
μm
cm
宇宙萬(wàn)物，從紛繁的星體到我們生活的地球，從莽莽群山到滔滔江河，從高大的建筑物到微小的分子、原子，都有一定的空間尺度。
仙女星系的直徑約為16萬(wàn)光年，距離我們約為220萬(wàn)光年。
地球的平均半徑約為6400km
上海中心大廈，
高632m
人的眼睛能分辨出的沙粒、頭發(fā)等微小物體的直徑約為10-4m。
物質(zhì)世界空間尺度的數(shù)量級(jí)（單位：m）
科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步極大地拓寬了人類的視野。大到宇宙，小到分子、原子……
光年和天文單位
光年也是長(zhǎng)度單位，用來(lái)表示天體之間的距離。1光年等于光在真空中一年內(nèi)傳播的距離，約為9.46×10 m。
天文單位是天文學(xué)中計(jì)量天體之間距離的一種單位。以AU表示，其數(shù)值取地球和太陽(yáng)之間的平均距離。國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)于1978年決定采用1 AU=149597870 km。
科學(xué)窗
除了長(zhǎng)度之外，描述空間尺度還需要用到其他物理量，例如我們用面積(area)來(lái)描述物體的表面大小，用體積(volume)來(lái)描述物體所占空間的大小。面積一般用符號(hào)S 表示，體積一般用符號(hào)V 表示。在國(guó)際單位制中，面積的單位是平方米(m ),體積的單位是立方米(m )。
長(zhǎng)度的測(cè)量由來(lái)已久，早在春秋時(shí)期魯班就發(fā)明了建造房屋時(shí)使用的木工尺。
二、長(zhǎng)度的測(cè)量
測(cè)量長(zhǎng)度的常用工具
刻度尺是測(cè)量長(zhǎng)度的基本工具
（一）認(rèn)識(shí)刻度尺
零刻度線
最小值和最大值之間的數(shù)值
分度值：
量程：
相鄰兩條刻度線之間的距離
單位
（二）刻度尺的使用
1. 會(huì)選：估計(jì)被測(cè)物體的長(zhǎng)度，選擇量程和分度值合適的刻度尺。
2. 會(huì)放：將刻度處的零刻度線對(duì)準(zhǔn)被測(cè)物體的一端，并將刻度緊靠被測(cè)物體。
0 c1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0 cm1 2 3 4 5 6 7
3. 會(huì)看：觀察測(cè)量結(jié)果時(shí)，視線正對(duì)被測(cè)長(zhǎng)度的末端所對(duì)的刻度線。
0
1
2
3
4
5
6
7
8
cm
4. 會(huì)讀：讀數(shù)時(shí)，要注意區(qū)分大格及小格的數(shù)目。讀出準(zhǔn)確值，并估讀到分度值的下一位。
0
1
2
3
4
(cm)
該刻度尺的分度值為 ，準(zhǔn)確值為 ；估計(jì)值為 ；該物體的長(zhǎng)度為 。
1mm
2.6cm
0.04cm
2.64cm
甲：準(zhǔn)確值：
估計(jì)值：
物體長(zhǎng)度為：
乙：準(zhǔn)確值：
估計(jì)值：
物體長(zhǎng)度為：
5. 會(huì)記：記錄測(cè)量結(jié)果時(shí)，既要記錄準(zhǔn)確值，又要記錄估計(jì)值，還要注明單位。
2cm
0
1
2
3
4
(cm)
1
0
4
3
2
(cm)
甲
乙
0.2cm
2.2cm
2.2cm
0.05cm
2.25cm
分度值越小的刻度尺越精確
有效數(shù)字
測(cè)量結(jié)果一般都用有效數(shù)字表示。例如測(cè)量某長(zhǎng)度時(shí)，測(cè)量值是2.34cm,由于所用刻度尺的分度值是1mm,所以數(shù)據(jù)中的2和3是從刻度尺上準(zhǔn)確讀出來(lái)的，而4是估計(jì)得出的。
如果被測(cè)長(zhǎng)度的末端剛好對(duì)準(zhǔn)了某一刻度線，比如2.3cm刻度線，那么此時(shí)也需要繼續(xù)估計(jì)出毫米的下一位，讀數(shù)為0,于是測(cè)量結(jié)果記錄為2.30cm。
這種由準(zhǔn)確數(shù)字和一位估計(jì)數(shù)字組成的數(shù)字，叫作有效數(shù)字。
科學(xué)窗
學(xué)生實(shí)驗(yàn)：用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度
誤差
（1）測(cè)量工具不夠準(zhǔn)確；
（2）測(cè)量方法不夠完善；
（3）觀察時(shí)受環(huán)境等不確定因素的影響等。
1. 定義：測(cè)量值跟真實(shí)值相比總會(huì)有些差異，這種差異叫作誤差。
2. 誤差來(lái)源：
3. 注意事項(xiàng)：
（1）誤差是不可避免的，誤差不可能消除，只能盡量的減小。
（2）減小誤差的方法：
①多次測(cè)量取平均值。
②使用精密的測(cè)量工具。
③改進(jìn)測(cè)量方法。
（3）誤差不是錯(cuò)誤：錯(cuò)誤是由于不遵守儀器的使用規(guī)則、讀數(shù)時(shí)粗心造成的，是不應(yīng)該發(fā)生的，是能夠避免的。
1.人身上有許多可以幫助我們估測(cè)物體長(zhǎng)度的“尺”。測(cè)一測(cè)你身上的這些尺，并用它們估測(cè)下周圍物體的長(zhǎng)度。
一拃[ yī zhǎ ]
一步
一庹[ yī tuǒ ]
張開(kāi)手掌，大拇指和中指之間的最大距離。
行走時(shí)，兩腳腳尖之間的距離。
伸平雙臂，左手中指到右手中指之間的長(zhǎng)度。
實(shí)踐活動(dòng)
2.通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或其他資料查閱太陽(yáng)系中八顆行星的直徑，按由大到小的順序列表。我們居住的地球排在第幾位
拓展閱讀
用現(xiàn)代科技測(cè)量長(zhǎng)度
激光測(cè)距儀
超聲波測(cè)距儀
利用激光測(cè)量月球表面到地球表面的距離
長(zhǎng)度及其測(cè)量
物質(zhì)世界的空間尺度
長(zhǎng)度的符號(hào)、單位
測(cè)量長(zhǎng)度的工具
誤差
長(zhǎng)度的測(cè)量
刻度尺的使用
課堂總結(jié)
1. 使用刻度尺測(cè)長(zhǎng)度時(shí)，下面做法不正確的是（ ）
A. 放置刻度尺時(shí)，刻度尺應(yīng)沿所測(cè)長(zhǎng)度放置，并必須從0刻度線量起
B. 看刻度尺時(shí)，視線要與尺面垂直，并要正對(duì)刻度線
C. 讀數(shù)時(shí)，要估讀刻度尺分度值的下一位
D. 記錄時(shí)，要記下測(cè)量的數(shù)字和單位
A
隨堂練習(xí)
2. 如圖是小明用刻度尺測(cè)量一條形金屬片長(zhǎng)度的情形，該刻度尺的分度值和金屬片的長(zhǎng)度分別是( )
A.1cm、5.50cm
B.1cm、8.30cm
C.1mm、8.30cm
D.1mm、2.80cm
D
3. 請(qǐng)給下列測(cè)量結(jié)果填上適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)或單位。
(1)教室中窗戶的寬度約為 m。
(2)教室天花板到地面的距離約為3 。
(3)某一中學(xué)生伸平雙臂后，左手中指尖到右手中指尖間的長(zhǎng)度約為
170 = m。
0.5
m
cm
1.7
4. 小明用一把分度值是1mm的刻度尺測(cè)量物理課本的長(zhǎng)度，5次測(cè)量的結(jié)果
分別為：L1=26.02cm, L2=26.0cm, L3=26.01cm, L4=28.01 cm, L5=26.02 cm。
(1)這些測(cè)量結(jié)果中哪些是錯(cuò)誤的 說(shuō)出你判斷的理由。
答：（1）這些測(cè)量結(jié)果中L2和L4是錯(cuò)誤的，因?yàn)長(zhǎng)2的分度值和其他測(cè)量值不同，是錯(cuò)誤的，L4的準(zhǔn)確值與其他測(cè)量值不同，也是錯(cuò)誤的。
(2)物理課本長(zhǎng)度的測(cè)量值應(yīng)記作多少
解：（2）測(cè)量值為 = ≈ 26.02cm
答： 物理課本長(zhǎng)度的測(cè)量值應(yīng)記作26.02cm。

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