物體的尺度及其測(cè)量

1、物體的尺度及其測(cè)量【名師解讀】八年級(jí)物理精品導(dǎo)學(xué)學(xué)案第二章物質(zhì)性質(zhì)的初步認(rèn)識(shí)節(jié)精品導(dǎo)學(xué)學(xué)案探究目標(biāo)知識(shí)與技能知道測(cè)量長(zhǎng)度和體積的工具；會(huì)使用這些工具測(cè)量長(zhǎng)度和體積；知道測(cè)量有誤差；誤差和錯(cuò)誤有區(qū)別.過(guò)程與方法經(jīng)歷測(cè)物體的長(zhǎng)度和體積的過(guò)程；體驗(yàn)通過(guò)日常經(jīng)驗(yàn)估測(cè)長(zhǎng)度的方法 .情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)認(rèn)識(shí)測(cè)量長(zhǎng)度和體積的工具及其發(fā)展變化的過(guò)程；培養(yǎng)實(shí)事求是、熱愛(ài)科學(xué)的精神.探究指導(dǎo)物理宮殿物質(zhì)世界的尺度，如圖2.1-1【例 1】試就你已知的物體從小到大順序排列.圖 2.1-1物質(zhì)世界的尺度/思路與技巧物質(zhì)從微觀(guān)到宏觀(guān)其尺度應(yīng)分別為：夸克、質(zhì)子、原子核、原子、分子；西瓜、地球、太陽(yáng)系、銀河系、宇宙 .答案夸

2、克、質(zhì)子、原子核、原子、分子、塵粒、西瓜、地球、太陽(yáng)系、銀河系、宇宙。長(zhǎng)度的測(cè)量常用的測(cè)量長(zhǎng)度的工具：如圖2.1-2 ；圖 2.1-2長(zhǎng)度的單位： 國(guó)際單位是米， 常用單位有： 千米、分米、厘米、毫米、微米、納米. 它們之間的換算關(guān)系：=1031d=10-11c=10-2 10-31 10-61n 10-9說(shuō)明 1983 年國(guó)際計(jì)算大會(huì)規(guī)定：米是在內(nèi)，光在真空中行程的長(zhǎng)度；光年是長(zhǎng)度單位，用來(lái)表示天體之間的距離。它等于光在 1 年中的行程 .1 光年 =9.46 ×1015.正確使用刻度尺的方法一看：測(cè)量前根據(jù)實(shí)際需要選擇測(cè)量工具，并觀(guān)察刻度尺的量程、分度值和零刻度線(xiàn)是否磨損；二放：

3、尺要與被測(cè)長(zhǎng)度重合，且刻度線(xiàn)緊貼被測(cè)物體放置，若用零刻度線(xiàn)已磨損的刻度尺，應(yīng)從看得清楚的某一刻度線(xiàn)開(kāi)始量；三讀：讀數(shù)時(shí)視線(xiàn)應(yīng)與尺面垂直，并估讀到分度值的下一位；四記：記錄測(cè)量結(jié)果時(shí)，要寫(xiě)出數(shù)字和單位.測(cè)量長(zhǎng)度的一些特殊方法普通方法不能直接測(cè)量出來(lái)，可以間接測(cè)量 . 間接測(cè)量長(zhǎng)度的特殊方法很多，常用的有以下幾種：累積法：把多個(gè)相同的微小量放在一起進(jìn)行測(cè)量，再將測(cè)量結(jié)果除以被測(cè)量的個(gè)數(shù)，得出被測(cè)量值 . 例如：測(cè)紙張的厚度、郵票的厚度、硬幣的厚度、頭發(fā)的直徑、細(xì)銅絲的直徑等；替代法：測(cè)量某個(gè)與被測(cè)量相等的量，用以代替對(duì)被測(cè)量的直接測(cè)量. 例如：測(cè)量地圖上某條大河的長(zhǎng)度、鐵路的長(zhǎng)度、海岸線(xiàn)的長(zhǎng)度等.

4、 可以用一根彈性不大的柔軟絲線(xiàn)與地圖上的曲線(xiàn)重合，并在兩端點(diǎn)做好記號(hào)，然后將絲線(xiàn)拉直，用刻度尺測(cè)出兩個(gè)記號(hào)間的距離即可；平移法：當(dāng)物體的長(zhǎng)度不能直接測(cè)量時(shí)，就要想辦法把它等值平移到物體的外部，再用刻度尺測(cè)量 . 圖 2.1-3 就是平移法在測(cè)量硬幣直徑時(shí)的兩種應(yīng)用；圖 2.1-3滾動(dòng)法：先測(cè)出某個(gè)輪子的周長(zhǎng)，讓此輪子在被測(cè)曲線(xiàn)上滾動(dòng)，記錄滾動(dòng)的圈數(shù) . 然后用輪子周長(zhǎng)乘以圈數(shù)就可得到曲線(xiàn)路徑的長(zhǎng)度，例如：測(cè)操場(chǎng)的長(zhǎng)度、兩個(gè)汽車(chē)站間的距離等 . 汽車(chē)的計(jì)程器就是根據(jù)這個(gè)原理制成的.【例 2】現(xiàn)有一個(gè)圓柱形封閉油桶，僅有一個(gè)鋼卷尺、一支粉筆和一個(gè)重錘線(xiàn)，不許通過(guò)計(jì)算，不許打開(kāi)油桶，要求直接測(cè)量出封

5、閉油桶的上、下邊緣上兩點(diǎn)間的最大直線(xiàn)距離. 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn)方案，說(shuō)明具體方法.思路與技巧封閉油桶的上、下邊緣上兩點(diǎn)間的最大直線(xiàn)距離在油桶內(nèi)部， 但題中要求不許通過(guò)計(jì)算， 不許打開(kāi)油桶，因此必須把這一待測(cè)的距離想辦法由桶內(nèi)平移到桶外，這樣就可以用卷尺直接量出它的長(zhǎng)度了 .答案具體方法：油桶直立在水平地面上，用粉筆在地上沿桶底畫(huà)一個(gè)圓將油桶平移至與圓相切的位置，設(shè)切點(diǎn)為P圖 2.1-4利用重垂線(xiàn)找出切點(diǎn)P 正上方桶邊緣上的點(diǎn)Q用卷尺找出過(guò) P 點(diǎn)的圓的直徑，確定直徑另一點(diǎn)的位置利用卷尺直接量出、 Q兩點(diǎn)間的距離即為所求 . 誤差誤差的概念：測(cè)量值與被測(cè)物體的真實(shí)值總會(huì)有些差異，這種差異叫誤差；產(chǎn)生

6、誤差的原因：測(cè)量工具不夠準(zhǔn)確、測(cè)量方法不夠完善、測(cè)量者的觀(guān)察不夠細(xì)致等；減小誤差的方法：多次測(cè)量取平均值；誤差和錯(cuò)誤的區(qū)別：錯(cuò)誤是測(cè)量方法或原理不正確、違反操作規(guī)則等原因造成的，是可以避免的 . 任何測(cè)量中的誤差是不可避免的，只能選用更精密的測(cè)量工具，改進(jìn)測(cè)量方法，認(rèn)真細(xì)心地進(jìn)行多次測(cè)量取平均值才能盡量地減小.【例 3】小明在測(cè)量一木塊長(zhǎng)度的實(shí)驗(yàn)中，得到如下記錄： l1 12.41c,l2=12.42c ， l3 12.44c ，則木塊的長(zhǎng)度應(yīng)為，小明所用刻度尺的分度值為 .思路與技巧多次測(cè)量求平均值能減少誤差，三次測(cè)量的平均值即為木塊的長(zhǎng)度 . 因?yàn)樵谟涗洔y(cè)量值時(shí)最后一位是估計(jì)值，求平均值時(shí)

7、最后一位也應(yīng)是估計(jì)值，估計(jì)值的位數(shù)保留多了仍是估計(jì)值，并不會(huì)變得更準(zhǔn)確，所以位數(shù)保留多了沒(méi)有意義 . 木塊長(zhǎng)度 l=12.423c=12.42c.由于 12.4c 是準(zhǔn)確值， 0.02c是估計(jì)值，即準(zhǔn)確到124，則小明所用刻度尺的分度值為 1.答案 12.42c1.體積的測(cè)量體積 : 任何物體都要占據(jù)一定的立體空間，也就是具有一定的體積；體積的單位：國(guó)際單位是米3. 常用單位：分米3、厘米3、毫米 3、升、毫升，其換算關(guān)系如下：d3=10-331c3=10-6313 10-93IL ld31L=1c3測(cè)量物體體積的方法：圖2.1-5說(shuō)明使用量筒或量杯測(cè)體積時(shí)，視線(xiàn)要與凹形水面的底相平，或與凸形

8、水銀面的頂相平.【例 4】有一次，愛(ài)迪生把一只燈泡交給他的助手阿普頓，讓他計(jì)算出這只燈泡的容積是多少，阿普頓是普林斯頓大學(xué)數(shù)學(xué)系的畢業(yè)生，又去德國(guó)深造了一年，數(shù)學(xué)程度相當(dāng)不錯(cuò)，他拿著這只梨形的燈泡，打量了好半天，又特地找來(lái)皮尺，上下量了尺寸，畫(huà)了剖視圖、立體圖，還列了一道又一道的算式 . 一個(gè)小時(shí)過(guò)去了，愛(ài)迪生著急了，走近一看，哎喲，在阿普頓面前， 好幾張白紙上寫(xiě)滿(mǎn)了密密麻麻的算式 . 愛(ài)迪生微笑著說(shuō)，何必這么復(fù)雜呢？然后告訴了阿普頓測(cè)量的方法，阿普頓恍然大悟， 不到一分鐘就測(cè)出了燈泡的容積，你知道愛(ài)迪生測(cè)燈泡的方法嗎？思路與技巧燈泡的形狀不規(guī)則，很難直接計(jì)算出燈泡的容積 . 可轉(zhuǎn)換成測(cè)量水的

9、體積，即可間接地測(cè)量出燈泡的容積.答案愛(ài)迪生測(cè)量燈泡的容積方法是：把水裝滿(mǎn)在這只燈泡里，再把水倒在量杯或量筒里量出水的體積，則水的體積就是燈泡的容積.探究體驗(yàn)收集資料圖2.1-6是長(zhǎng)度階梯的一部分. 請(qǐng)查閱相關(guān)資料將其余部分補(bǔ)上. 并把原子、分子、人的身高、珠穆朗瑪峰的高度、地球的直徑、月球距離等相關(guān)的典型尺度標(biāo)記在線(xiàn)旁 .圖 2.1-6分析與結(jié)論和其他同學(xué)交流討論一下，還有哪些表示長(zhǎng)度階梯的方法？探究點(diǎn)撥用不同的方法進(jìn)行物理量比較是科學(xué)方法的體現(xiàn)，不同的內(nèi)容應(yīng)選擇最直觀(guān)的方法.聊天室話(huà)題：有趣的人體尺度胖胖：老師，公安員和考古學(xué)家能根據(jù)腳印的長(zhǎng)度確定一個(gè)人的身高，是不是人的腳印長(zhǎng)度與身高存在

10、某種關(guān)系呢？老師：人體各部分的尺度間有著特殊的規(guī)律. 一般情況下，一個(gè)人手腕的周長(zhǎng)恰恰是他脖子周長(zhǎng)的一半。兩臂平伸的長(zhǎng)度正好等于身高，大腿正面厚度和他的臉寬差不多，肩膀最寬處約等于身高的，成年人的身高大約等于頭長(zhǎng)的8 倍或 7.5 倍 . 拳頭的周長(zhǎng)與腳底的長(zhǎng)很接近，所以買(mǎi)襪子的時(shí)候只要把襪底在自己拳頭上繞一下，就知道是否合適了.用尺去量一下，你還能一發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？然后請(qǐng)教美術(shù)老師，畫(huà)人體時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題？圖 2.1-7 快樂(lè)套餐小明發(fā)現(xiàn)周?chē)瑢W(xué)在測(cè)長(zhǎng)度時(shí)，刻度尺放置的位置有以下幾種 . 請(qǐng)你判斷哪些是正確的圖 2.1-8在使用刻度尺測(cè)量物體長(zhǎng)度時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是A. 若刻度尺的零刻度線(xiàn)已

11、磨損，則不能測(cè)出準(zhǔn)確結(jié)果B. 讀數(shù)時(shí)，估讀的數(shù)位越多越準(zhǔn)確c. 用多次測(cè)量求平均值的方法能減小誤差D. 只要方法正確，認(rèn)真測(cè)量，誤差是可以避免的要測(cè)量 1 分硬幣的厚度，使測(cè)量結(jié)果的誤差較小，下列方法中最佳的方法是A. 用刻度尺仔細(xì)地測(cè)量硬幣的厚度B. 用刻度尺多次測(cè)量硬幣的厚度，求平均值c. 用刻度尺多次測(cè)出10 個(gè) 1 分硬幣疊起來(lái)的總厚度，求平均值，再除以10D. 用刻度尺測(cè)出10 個(gè) 1 分硬幣疊起來(lái)的總厚度，再除以 10，求得 1 個(gè)硬幣的厚度四位同學(xué)分別用一把分度值是1 的刻度尺，先后測(cè)量物理課本的長(zhǎng)度，下列測(cè)量結(jié)果中，記錄正確的是A.25.82cB.25.82dc.25.81D.

12、25.816c量筒做得細(xì)而高，不做成粗面矮的形狀，這主要是因?yàn)锳. 實(shí)驗(yàn)中，細(xì)高的量筒便于操作B. 細(xì)高的量筒可以做出相對(duì)較大的底座，增加穩(wěn)度c. 細(xì)高的量筒與粗矮的量筒相比，相應(yīng)的刻度間隔較大，便于準(zhǔn)確地讀數(shù)D. 粗矮量筒中的液體較多，需用較厚的玻璃，因而不便讀數(shù)一般情況下，初三學(xué)生一扌乍的長(zhǎng)度約是A.8cB.18cc.38cD.48c按照物質(zhì)世界主要物體的大致尺度從小到大順序，排列正確的是A. 原子核、夸克、原子、分子、生物體、地球、太陽(yáng)系、銀河系B. 原子核、夸克、原子、分子、生物體、地球、銀河系、太陽(yáng)系c. 夸克、原子核、原子、分子、生物體、地球、銀河系、太陽(yáng)系D. 夸克、原子核、原子

13、、分子、生物體、地球、太陽(yáng)系、銀河系實(shí)驗(yàn)前，小明和同學(xué)們躍躍欲試，都想要測(cè)出最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù) .小馬說(shuō)：“我只要認(rèn)真按老師要求去做，就不會(huì)有實(shí)驗(yàn)誤差.”小明說(shuō)：“我只要測(cè)量方法正確了就不會(huì)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差. ”小華說(shuō)：“我只要遵守操作規(guī)則就不會(huì)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差. ”小靈說(shuō)：“我對(duì)同一個(gè)量多測(cè)幾次，求出它們的平均值，就不會(huì)有誤差了. ”小高說(shuō)：“你們這樣只能減少實(shí)驗(yàn)誤差，不可能沒(méi)有誤差，即使老師測(cè)量也會(huì)有誤差. ”你認(rèn)為 .“采用最新技術(shù)制成的納米機(jī)器人小得像跳蚤一樣”，“離太陽(yáng)系最近的恒星比鄰星距我們約4.3 光年”，這里所說(shuō)的“納米”、“光年”都是的單位. 世界最高峰珠穆朗瑪峰經(jīng)我國(guó)專(zhuān)家測(cè)量改為8848

14、.13 ，通過(guò)公布的這一數(shù)據(jù)可以判斷測(cè)量的精確度達(dá)到.0. 如圖 2.1-9 所示是測(cè)量乒乓球直徑的一種方法，其中的乒乓球是第 46 屆“世乒賽”使用的“大球”，它的直徑是 c，合 .1. 如圖 2.1-10 中的螺絲全長(zhǎng)為 .圖 2.1-9 圖 2.1-10英制單位有英寸、英尺、碼、英里、海里.l碼 =3 呎=0.9144 ， l 呎=12 吋=0.3048 ， 1 吋=2.45c. 電視機(jī)屏幕的大小是用“吋”來(lái)表示的 . 請(qǐng)問(wèn)：你家的彩電是多大？，合 .3. 鄭州到上海的鐵路線(xiàn)如圖 2.1-11 所示，此圖按實(shí)際尺寸縮小了 XX0000倍 . 用細(xì)線(xiàn)沿圖上鐵路線(xiàn)截取相同長(zhǎng)度的一段，拉直后的

15、長(zhǎng)如圖 2.1-11 中 AB所示，請(qǐng)用文具盒中刻度尺量出圖上鄭州到上海的直線(xiàn)距離為，則鄭州到上海的實(shí)際直線(xiàn)距離為 .圖 2.1-11 圖 2.1-12小紅家上月 5 日自來(lái)水表讀數(shù)為 3443，本月 5 日自來(lái)水表指針的位置如圖 2.1-12 所示，這時(shí)水表示數(shù)為 3，所以一個(gè)月來(lái)她家用去 3. 若每立方米水 0.8 元，則小紅家這個(gè)月應(yīng)交水費(fèi)元 .三位同學(xué)在用量筒測(cè)液體體積時(shí)，讀數(shù)情況如圖2.1-12所示，其中同學(xué)讀數(shù)正確，量筒中液體體積為L(zhǎng).觀(guān)察圖 2.1-13 ：圖 2.1-13看一看；判斷下列問(wèn)題：圖 a、圖 b 中的兩條線(xiàn)段AB、cD 哪條長(zhǎng)？圖 c 中的線(xiàn)段 AB長(zhǎng)，還是 Ac

16、長(zhǎng)？圖 d 中三條線(xiàn)段AB、cD、EF，哪條最長(zhǎng)？哪條最短？圖 e 中 PN和 PQ平行嗎？圖 f 中的 N， PQ是直線(xiàn)嗎？圖 g 中，方框的四邊形是直線(xiàn)嗎？測(cè)一測(cè)：然后比較你的目測(cè)結(jié)果正確嗎？小明同學(xué)買(mǎi)了一盒自動(dòng)鉛筆用的筆芯，但包裝盒上注明的筆芯直徑看不清楚了，小明想用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)出筆芯的直徑，他只有分度值是1 的三角板一塊，小明能否測(cè)出筆芯的直徑？如果能，請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟 . 如果不能，請(qǐng)說(shuō)明理由下表是某班級(jí)學(xué)生以身高相差 3c 為一組的統(tǒng)計(jì)資料.身高低于 150153156159162165168171174177 高于 h/c150 152 155 158 161 164 167 170

17、 173 176 179179學(xué)生數(shù) 124357972110根據(jù)以上表格，我們利用數(shù)據(jù)處理軟件繪制了直方圖，如圖 2.1-14所示 .圖 2.1-14 某班學(xué)生身高直方圖仔細(xì)觀(guān)察直方圖，回答下列問(wèn)題：這個(gè)班學(xué)生身高較多集中在c 至 c 范圍內(nèi)；身高在 159 170 之間的學(xué)生數(shù)占學(xué)生總數(shù)的百分率為.仔細(xì)觀(guān)察幾種常見(jiàn)的尺子，并請(qǐng)思考下列問(wèn)題：該度尺上的刻度有什么特點(diǎn)？刻度線(xiàn)畫(huà)得粗些好，還是細(xì)些好？為什么？各種尺上的最小刻度是否一樣？比較各種尺子上10c 的長(zhǎng)度是否一致？用它們?nèi)y(cè)量同一物體的長(zhǎng)度時(shí)，會(huì)有什么結(jié)果？用力拉皮尺來(lái)測(cè)量長(zhǎng)度，這樣測(cè)量準(zhǔn)確嗎？使用刻度尺時(shí)，是否一定要從刻度為0 的位置

18、量起？各種尺的厚薄一樣嗎，它們的刻度刻在哪一側(cè)？這樣有什么好處？如圖 2.1-15 所示厚木尺在測(cè)量時(shí)的放法與書(shū)本圖示的不同 . 想一想，為什么？圖 2.1-150. 意大利的比薩斜塔 600 多年來(lái) “斜而不倒” .300 多年前物理學(xué)家伽利略在塔上做了著名的自由落體實(shí)驗(yàn)，使其更加充滿(mǎn)了神奇的魅力，吸引著世界各地游客紛至沓來(lái). 斜塔究竟有多高呢？下圖為比薩斜塔的正面圖片，請(qǐng)你仔細(xì)觀(guān)察圖片，利用斜塔周?chē)膮⒄瘴?，?xiě)出能推算出斜塔實(shí)際高度的簡(jiǎn)單過(guò)程及理由.1. 設(shè)想一下如果地球離太陽(yáng)的距離比現(xiàn)在小得多，地球上會(huì)出現(xiàn)什么樣的情景？如果地球離太陽(yáng)的距離比現(xiàn)在遠(yuǎn)得多，地球上又會(huì)出現(xiàn)什么樣的情景？參考答案快樂(lè)套餐1.c2.c3.c4.A5.c6.B7.D8.正確的操作可減少誤差，避免錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中絕對(duì)精確是不可實(shí)現(xiàn)的9. 長(zhǎng)度；分米 10.4.05 ；0.040511.45.012.41.3； 82613.356 ；1214.乙； 6015. 略 16. 略 17. 能；把鉛筆芯緊密排列在桌面上；用三角板測(cè)出排列的長(zhǎng)度 L；數(shù)出所列鉛筆芯的個(gè)數(shù) n;