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第三節(jié)　測量:長度與時間
教 材 解 讀 　長度和時間是生活中遇到最多的兩個基本物理量,與每個人息息相關(guān)。由于人的主觀判斷不準(zhǔn)確,要得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),必須借助于工具進行測量。教材從測量在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究中的重要作用入手,通過測量實驗貫穿教學(xué)過程。 　本節(jié)介紹了測量長度和時間的常用工具,目的是使學(xué)生認(rèn)識這些工具,使學(xué)生能在不同的環(huán)境條件下,利用有限的工具進行長度和時間的測量,以提高學(xué)生聯(lián)系生活實際,解決實際問題的能力。
學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 物理觀念 　了解長度和時間的單位;認(rèn)識常見的長度測量工具和時間測量工具。
科學(xué)思維 　認(rèn)識誤差,知道減小誤差的方法。
科學(xué)探究 　會用刻度尺測量長度、用表測量時間。
科學(xué)態(tài)度 與責(zé)任 　了解古代的時間測量工具,了解更高精度的長度和時間測量工具,感受人類智慧和科技的發(fā)展。
重難 點處 理 　重點:正確使用測量工具進行測量。建議教師設(shè)計一些簡易的讓學(xué)生手腦并用的實驗活動,比如做“用刻度尺測量課本的長和寬”實驗使學(xué)生通過親身體驗,對測量工具的使用進行鞏固加深。 　難點:正確記錄測量結(jié)果。通過安排“用刻度尺測量課本的長和寬”這個實驗,分析不同的測量結(jié)果,引出正確記錄方法。
教 學(xué) 建 議 　1.課題的引入,可采用“人們要認(rèn)識事物,就要對事物進行比較,測量,就是一種比較。沒有比較就沒有測量。” 　2.任何一種測量過程及測量工具的研制,首先要確定測量的單位。怎樣引出測量單位的概念呢 通過比較兩條直線的長短來啟發(fā)學(xué)生思考,同時列舉古人測量長度的趣事來幫助學(xué)生思考測量單位的意義和必須統(tǒng)一單位的道理。教師應(yīng)緊扣教材內(nèi)容,并以長度單位為例,出示米尺簡述長度單位的由來與發(fā)展,以幫助學(xué)生形成測量單位的具體觀念,同時引出國際單位制的概念。 　3.關(guān)于長度單位的換算關(guān)系,教師應(yīng)向?qū)W生簡要說明規(guī)定比“米”大的、比“米”小的單位的道理,然后從單位名稱,到單位符號的讀法、寫法一一向?qū)W生交代,并提醒學(xué)生注意:要克服中外文單位符號混在一起的不規(guī)范寫法。 　4.關(guān)于正確使用刻度尺這部分內(nèi)容,教師在教學(xué)中應(yīng)安排實驗:首先是讓學(xué)生仔細觀察刻度尺,找到尺的零刻度線,確定分度值,指出“分度值”是專用名稱,即尺上相鄰的兩條刻線之間的距離,并不是刻度。關(guān)于量程,即尺一次可以測出最長的長度,可分別從尺上找出來。這里教師應(yīng)在學(xué)生感知的基礎(chǔ)上,說明刻度尺的分度值越小,尺的準(zhǔn)確程度就越高的道理,緊接著出示造型、結(jié)構(gòu)和精密程度不同的刻度尺加深同學(xué)們對刻度尺的認(rèn)識(對游標(biāo)卡尺等量具,無需說明其原理,只要求能認(rèn)識它們,知道它們測量的準(zhǔn)確程度高即可)。其次是讓學(xué)生仔細閱讀教材,并討論以下問題: 　(1)正確使用刻度尺有哪些基本要求 　(2)刻度尺的零刻度線磨損或模糊不清該怎么辦 　5.在介紹基本測量方法后,適當(dāng)讓學(xué)生學(xué)習(xí)長度測量的一些特殊方法。如測量曲線長度、細線直徑、紙張的厚度、水管的壁厚等。對時間測量的教學(xué),參照長度教學(xué)的有關(guān)思路進行教學(xué),并讓學(xué)生運用周期現(xiàn)象對日常生活中的一些時間進行估測。每個學(xué)生都會看手表,而接觸過秒表的學(xué)生是很少的,實驗時務(wù)必讓學(xué)生具體操作實踐。 　6.關(guān)于正確記錄測量結(jié)果 　忘記寫單位是初學(xué)物理的人常犯的錯誤之一,要糾正這一錯誤絕非一日之功。教學(xué)時要強調(diào)這個問題,引起學(xué)生的重視,但不必花很多的時間,而主要靠以后的實驗、解題中出現(xiàn)這種錯誤時多次重復(fù)強調(diào)。 　7.關(guān)于誤差的教學(xué),可以找?guī)酌麑W(xué)生到黑板前,先后用同一把尺對同一長度進行測量,并將測量結(jié)果寫在自己的記錄本上,而后公布各個同學(xué)的測量結(jié)果,這樣會更有利于形成誤差的初步概念。然后向?qū)W生介紹產(chǎn)生誤差的原因、減小誤差的方法。
典案、導(dǎo)學(xué)設(shè)計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
學(xué)點1　長度的單位及測量工具
閱讀教材P20~P21,思考并回答下面的問題。
問題1:為什么要制定國際單位制
[答案] 隨著社會發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)若測量單位不一致,會給彼此間的交流帶來很大不便,因此,需要建立統(tǒng)一的測量單位。1960年,國際上通過了一套統(tǒng)一的測量單位,叫國際單位制。
問題2:國際單位制中,長度的基本單位是　米　。
問題3:長度的單位及其換算關(guān)系。
(1)1 km=　103　m。
(2)1 m=　10　dm=　102　cm=　103　mm=　106　μm=　109　nm。
問題4:完成下列單位換算。
10 μm=　104　nm;1600 mm=　1.6　m;25 km=　2.5×104　m。
問題5:填寫單位:礦泉水瓶高約22　cm　;珠穆朗瑪峰高8848.86　m　。
問題6:常用的測量長度的工具有哪些
[答案] 直尺、卷尺、游標(biāo)卡尺等。
學(xué)點2　時間的單位及測量工具
問題1:國際單位制中,時間的基本單位是　s　。
問題2:時間的單位及其換算。
(1)1 h=　60　min;　1 min=　60　s。
(2)1 s=　103　ms;　1 ms=　103　μs。
問題3:常用的測量時間的工具有哪些
[答案] 鐘、表等。
學(xué)點3　實驗:長度與時間的測量
問題1:(1)想一想為什么要選擇適當(dāng)?shù)臏y量工具測物體
[答案] 當(dāng)人們對測量結(jié)果的精確度要求較高時,要選擇適當(dāng)?shù)臏y量工具進行測量。
(2)說說你了解的測量長度的工具有哪些
[答案] 米尺、三角尺、卷尺、刻度尺、游標(biāo)卡尺等。
問題2:閱讀教材P23~P24,掌握刻度尺的使用方法并完成下列填空。
(1)使用刻度尺前需要觀察三項內(nèi)容:①　零刻度線　是否磨損;②　分度值　;③　量程　。
(2)刻度尺的使用方法。①放:要將刻度尺有刻度的一面　緊貼　在所測長度上,與被測物體重合或平行,不能將刻度尺斜放。②零刻度線磨損時,要將其他刻度線作為起始刻度測起,測量結(jié)果等于讀出的刻度值減去作為起始的刻度值,這種方法稱為“零點修正法”。③讀:一是讀數(shù)時視線要與尺面　垂直　;二是讀數(shù)要估讀到　分度值的下一位　。④記:記錄測量結(jié)果時,要有準(zhǔn)確值、估讀值和單位。
問題3:練一練:如圖1-3-1所示,用刻度尺測量物體的長度,這把刻度尺的分度值是　1 mm　,所測物體的長度是　1.60 cm　。
圖1-3-1
[知識拓展] 長度測量的特殊方法
(1)累積法:由于測量工具準(zhǔn)確度有限,直接對微小量進行測量會出現(xiàn)較大的誤差,為減小誤差,把相同的微小量放在一起測量,將結(jié)果除以個數(shù),得出被測微小量的值。例如,要知道一張紙的厚度,可用尺測出100張這種紙的總厚度,除以100,就可知一張紙的厚度。
(2)輔助法:借助一些輔助工具來測量。例如,要測硬幣的直徑時,我們可以借助兩塊三角板來與刻度尺配合進行測量。
(3)替代法:為了方便,測量某個與被測量相等的量。如要測量地圖上北京至廣州鐵路線長,可用一根彈性不大的柔軟棉線與地圖上北京至廣州的鐵路線重合,并在棉線上標(biāo)出北京和廣州的位置,然后將棉線拉直,用刻度尺量出兩個標(biāo)記點間的距離即可。
(4)滾動法:通常先測出某圓的周長,讓此圓在被測曲線路徑上滾動,同時記錄滾動的圈數(shù)。然后用圓周長乘以圈數(shù)就可得到曲線路徑的長度。汽車的計程器就是依據(jù)這種原理制成的。
(5)取樣法:適用于不便于對研究對象整體進行直接測量的場合。方法是先測出“樣品”的長度,再根據(jù)比例將整體量算出來。例如,測量一卷粗細均勻的鐵絲的長度,可先取一小段鐵絲,測出它的長度l0和質(zhì)量m0,然后稱出整卷鐵絲的質(zhì)量m總,則可算出整卷鐵絲的長度為l=。
問題4:閱讀教材P24~P25,掌握秒表的使用方法并完成下列填空:
(1)了解秒表。觀察秒表的　量程　、大表盤和小表盤的　分度值　,會讀秒表記錄的時間。
(2)熟悉秒表的使用。能進行調(diào)零、上發(fā)條、　啟動　、暫停、　歸零　等操作。
學(xué)點4　測量誤差
閱讀教材P25內(nèi)容,思考下列問題。
問題1:誤差:　測量值與真實值之間的偏差　。
問題2:誤差　不能　(選填“能”或“不能”)絕對避免,錯誤　能　(選填“能”或“不能”)避免。
問題3:減小誤差的方法:選用更精密的測量工具;改進測量方法;　多次測量取平均值　等。
問題4:李明同學(xué)對于同一物體進行五次測量,記錄如下:15.2 cm,15.1 cm,15.3 cm,17.3 cm,15.3 cm。其中有一次測量明顯錯誤,它是　17.3 cm　,該物體的長度為　15.2 cm　。

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