1、人教版八年級上冊物理1.1長度和時間的測量教學設計第1節長度和時間的測量教學目標1.會使用適當的工具測量長度和時間.2.知道測量有誤差、減小誤差的方法有哪些.過程與方法：1.通過實驗,學習刻度尺和停表的使用方法.2.體驗通過日常經驗或自然現象粗略估計長度和時間的方法.情感態度與價值觀：1.通過學習簡單的測量知識,體會測量在物理學中的重要性,養成細致、嚴謹的學習習慣.2.認識測量長度和時間的工具及其發展變化的過程,培養學生對科學技術的熱愛.教學重點【重點】正確使用測量工具測量長度和時間.【難點】1.正確記錄測量結果.2.誤差和錯誤的區別.教學準備【教師準備】測長度工具:刻度尺、皮卷尺、三角尺、游

2、標卡尺、螺旋測微器各1個.計時工具:石英鐘、電子手表、機械停表、電子停表、單擺各1個.【學生準備】刻度尺和電子手表每人各準備1個.教學過程：學校每年都舉行田徑運動會,田徑賽分為田賽和徑賽兩類,在田賽中通常以距離的長短來論成績,這就要進行長度的測量,如圖甲所示;在徑賽中通常以時間的長短來論成績,這又要進行時間的測量,如圖乙所示.請大家思考,時間和長度的測量用到哪些工具?這些工具如何使用呢?用眼觀察甲、乙、丙三幅圖,在圖甲中帽檐直徑AB、帽子高CD哪個較長?在圖乙中上下兩根線段一樣長嗎?在圖丙中中心的兩個圓面積一樣大嗎?問題:(1)目測的結果是怎樣的?(2)用尺子量一量再比較,看看有何發現?多媒體

3、播放配畫詩早發白帝城:“朝辭白帝彩云間,千里江陵一日還.兩岸猿聲啼不住,輕舟已過萬重山.”分析詩句中哪些詞句分別對應于描述長度(距離)、時間.一、長度的單位思路一提出問題:想一想在小學學過的長度單位有哪些?它們之間的換算關系是怎樣的?自學課本知道還有哪些新的單位?討論交流:復習小學學過的長度單位及單位間換算.了解長度單位還有微米、納米.歸納總結:在國際單位制中長度的單位是米,符號為m,常用長度單位還有千米(符號為km)、分米(符號為dm)、厘米(符號為cm)、毫米(符號為mm)、微米(符號為m)、納米(符號為nm).它們同米的換算關系為:1 km=1000 m=103 m;1 dm=0.1 m

4、=10-1 m;1 cm=0.01 m=10-2 m;1 mm=0.001 m=10-3 m;1 m=0.000001 m=10-6 m;1 nm=0.000000001 m=10-9 m.知識拓展巧用“臺階法”理清單位換算何謂“臺階法”呢?簡單地說就是做“爬樓梯”游戲,俗話說得好“腳踏樓梯步步高”,每上一個臺階即單位擴大,每下一個臺階即單位縮小,下面我們就先來看看這一臺階.在長度的國際單位制中即有十進率,又有千進率,所以我們可將它們分成兩個臺階,如圖甲、乙所示.單位換算的時候有兩種情況:一種是由大的單位向小的單位換算,另一種是由小的單位向大的單位換算.基本的換算方法就是當由大的單位向小的單位

5、換算的時候,用已知數據乘以由大到小的進率關系,下面我們來看一個例題.36 cm=km.本題屬小的單位向大的單位換算,應當除以相應的進率,但本題的兩個單位cm和km之間既涉及十進制換算,又涉及千進制換算,這時頭腦中只要有上面兩個臺階借助國際單位“米(m)”作跳板,換算就簡單了,由第一個臺階,從cm到m要向上爬兩層樓梯即要10-2,再由第二個臺階從m到km只要向上爬一層樓梯即要10-3.所以換算關系如下:36 cm=3610-2 m=3610-210-3 km=3.610-4 km或根據1cm=10-2 m1m=10-3 km1 cm=10-5 km,即36 cm=3610-5 km=3.610-

6、4 km.由上例可看到單位換算的一般步驟是:原數字不變;乘上換算的進率;加上換用的單位;整理結果.過渡語我們知道了長度的很多單位,并且學會了長度單位之間的換算,接下來我們學習如何用刻度尺準確測量物體的長度?思路二師:要進行測量,就要有一個人們公認的測量標準測量單位.在古代,人們就學會了利用身邊的物品、自然界某些規律的變化作為測量的單位.比如利用身高、足長等作為長度單位,利用晝夜的交替、季節的變化等作為時間的單位.1960年,國際上通過一套統一的測量標準,叫國際單位制.課件展示:在國際單位制中,長度的基本單位為米(m).師:同學們,除了“米”這個單位,你們知道長度還有哪些單位?學生回答:課件展示

7、長度的單位:千米(km)、米(m)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(m)、納米(nm).師:長度單位之間的換算關系,你們知道嗎?學生回答.課件展示長度單位的換算關系:1 km=103 m1 dm=10-1 m1 cm=10-2 m1 mm=10-3 m1 m=10-6 m1 nm=10-9 m課件展示反饋練習:1 m=mm18 km=m130 nm=m10 dm=mm2102 cm=m78 mm=m二、長度的測量一、常用的長度測量工具活動一讓學生說出所知道的長度測量工具如刻度尺等,然后教師出示一些常用的測量工具(刻度尺、卷尺、三角尺、游標卡尺、螺旋測微器)讓學生觀察.活動二觀察

8、下圖刻度尺的外形回答下列問題:(1)它的零刻度線在哪里,是否磨損?(2)它的量程是多少?(3)它的分度值是多少?在上圖所示的刻度尺中,其零刻度線在左端(離最左端邊緣有一小段距離),沒有磨損,它的量程為08 cm,也就是說它最多能測8 cm的長度,它的分度值是0.1 cm.教師強調:刻度尺的零刻度線如果磨損,要從一個清晰的整數刻度線量起.二、使用刻度尺測長度的方法活動學生分組實驗,測量鉛筆的長度、圓柱體的高、木塊的長度、物理課本的長和寬等,教師及時糾正出現的問題,要求學會正確使用刻度尺.歸納總結:正確使用刻度尺的方法可用四個字加以概括,即“選、放、讀、記”.(1)選,在實際的測量中,并不是分度值

9、越小越好,測量時應先根據實際情況確定需要達到的程度,再選擇滿足測量要求的刻度尺.(2)放,即刻度尺的位置應放正,零刻度線對準被測物體的一端,有刻度線的一邊要緊靠被測物體且與被測物體保持平行(如圖甲所示),不能歪斜(如圖乙所示).對于較厚的刻度尺,應使刻度線貼近被測物體(如圖丙所示).零刻度線磨損時,要從其他清晰整數刻度線作為起始刻度測起,測量結果應該等于讀出的刻度值減去作為起始的刻度值(如圖丁所示).(3)讀,即讀數,視線要正對刻度線(如圖所示).除讀出分度值以上的準確值外,還要估讀出分度值的下一位數值(估讀值).圖中鉛筆長度為69.5 mm,其中69 mm是準確值,0.5 mm是估讀值.(4

10、)記,指記錄.記錄測量結果應包括數值和單位.圖中木塊長度為2.80 cm.知識拓展用刻度尺測物體長度時,被測物體末端正好落在刻度線上時,我們讀的估讀值為零,記錄時也不能省略,如圖甲所示,其讀數應為2.50 cm,不能讀作2.5 cm,若長度在兩刻度線之間,我們讀數時的估讀值就不為零,記錄時要把估讀值記上,如圖乙所示,物體的長度為2.44 cm.讀估讀值時,要讀到分度值的下一位,不能再向下讀了,因為估讀值本身已經不準確了,因此再讀出的值是沒有意義的,不應讀取.如圖所示,用A,B兩刻度尺測同一木塊的邊長,就分度值而言,尺精確些,就使用方法而言,不正確.用A刻度尺測量出的木塊長度是.解析:本題主要考

11、查能否正確使用刻度尺測量長度.刻度尺A的分度值是1 mm,刻度尺B的分度值是2 mm,分度值越小測量越精確,因此刻度尺A精確些.刻度尺B有刻度的一側沒有靠近被測木塊,使用方法錯誤.被測木塊的末端恰好落在短刻度線上,此時長度準確值為2.2 cm,估讀值為0.00 cm,所以木塊長為2.20 cm.【答案】AB2.20 cm(或22.0 mm)過渡語我們知道了測量物體的一般方法,對于特殊形狀的物體,它的長度(或直徑)又如何能準確測量出來呢?三、時間的測量一、計時工具教師概括介紹計時工具的發展變化過程.在古代,人們用日晷、沙漏等器具來計時.16世紀后,歐洲出現了有重錘的擺鐘,近代機械式鐘表就是在它的

12、基礎上發展起來的.現代利用石英晶體制成了穩定、輕巧、方便的電子鐘表,它一天的偏差不超過0.5秒.目前最準確的計時裝置是天文臺使用的銫原子鐘,30萬年的偏差只有1秒.讓學生看課文了解古代和現代的幾種計時工具.學生交流課外收集的有關古代人和現代人測量時間的工具、測量方法.簡要介紹日晷、沙漏計時原理:日晷:在太陽照射下垂直于日晷圓盤上的桿在圓盤上形成影,隨太陽升降運動,不同時刻在日晷上影子的位置不同,在日晷上對應位置標上對應的時刻,就可以用來計時了;沙漏:沙漏上方容器的沙子以相同的時間間隔向下方的容器漏下相同數量的沙子,根據漏下的沙量計時.二、時間單位復習學過的時間單位及單位間的換算關系.了解在國際

13、單位制中時間的單位是秒,了解“秒”的準確定義:銫133原子振動9192631770次所需的時間定義為1 s.認識時間單位的符號:小時(h)、分(min)、秒(s).三、停表的使用練習使用停表的方法;利用停表測量自己一分鐘內脈搏跳動的次數,然后用脈搏估算一段時間;用繩子綁住一支筆做成一個擺,測量擺擺動一個來回所用的時間.知識拓展停表讀數小盤:通常有30刻度型和60刻度型.30刻度型每格代表0.5分鐘,60刻度型每格代表0.25分鐘.大盤:大盤每圈代表30 s,共60個大刻度,每兩個大刻度之間有5個小刻度,所以每個大刻度代表0.5 s,每個小刻度代表0.1 s,這也是停表精確度為0.1 s的原因.

14、讀數為小盤的分鐘數+大盤的秒讀數.先讀小盤的讀數,它的單位是分鐘,看上面的示數可知每分鐘分為前半分鐘和后半分鐘,要注意看它是指向哪半分鐘.接著讀大盤的讀數,它的單位是秒, 如果是前半分鐘就讀030 s,若為后半分鐘就讀3160 s.過渡語我們無論使用多么精密的刻度尺和鐘表都不能準確測量出長度和時間,這是為什么呢?下面我們來學習誤差?四、誤差提出問題:為什么測量值與真實值之間總會有差別?教師講解:由于受所用的儀器、測量方法的限制和測量者的不同,所以測量值和真實值之間必然存在差別,測量值和真實值之間的差別叫做誤差,誤差是不可避免的.交流討論:減小誤差有哪些方法?錯誤與誤差有什么不同?歸納總結:減小

15、誤差的方法:多次測量求平均值,選用更精密的測量工具,改進測量方法.錯誤與誤差不同:錯誤是指不按實驗操作的有關規定的做法,是不正確的測量方法產生的,所以只要嚴格按要求去做,錯誤是可以避免的,而誤差是不可避免的.長度和時間的測量長度的測量長度的單位及換算正確使用刻度尺特殊方法時間的測量時間的單位及換算正確使用鐘表測時間誤差隨堂檢測：1.使用刻度尺前先認清刻度尺的、;刻度尺要放正,有刻度的一邊要被測物體,與被測物體平行,不能傾斜;讀數時,視線與刻度尺尺面,要估讀到的下一位;記錄的測量結果應由、和組成.解析:使用刻度尺前先認清刻度尺的零刻度線、量程、分度值、單位;刻度尺要放正,有刻度的一邊要緊靠被測物

16、體,與被測物體平行,不能傾斜;讀數時,視線與刻度尺尺面垂直,要估讀到分度值的下一位.記錄的測量結果應由準確值、估讀值和單位組成.【答案】零刻度線量程分度值單位緊靠垂直分度值準確值估讀值單位2.如圖所示的是停表,其大表盤的分度值是,小表盤的分度值是;圖中顯示的示數是.解析:停表的大表盤代表的是秒,把1 s分成兩份,每一份是0.5 s,所以大表盤的分度值是0.5 s;小表盤代表的是分,把1 min分成兩份,每一份是0.5 min,所以小表盤的分度值是0.5 min;圖中停表的示數為3 min+37.5 s=3 min37.5 s.【答案】0.5 s0.5 min3 min37.5 s3.下列長度的

17、單位換算正確的是()A.2.5 m=2.5 m100 cm=250 cmB.75 mm=7510-3 m=7.510-2 mC.42 cm=42100 m=0.42 mD.24 m=24 m1000=0.024 km解析:A.2.5 m=2.5100 cm=250 cm,不符合題意;B.75 mm=7510-3 m=7.510-2 m,過程符合要求,故B符合題意;C.42 cm=4210-2 m=0.42 m,不符合題意;D.24 m=2410-3 km=0.024 km,不符合題意.故選B.4.為了檢驗人躺著和站立時身體長度是否有差異,選用下列哪種尺最合適()A.量程03 m,分度值1 mm

18、B.量程010 m,分度值1 dmC.量程030 cm,分度值1 mmD.量程015 cm,分度值0.5 mm解析:人的高度大約在2 m左右,躺著和站著的長度相差不大,準確到毫米就可以了,所以根據題中的選項,要用量程是3 m,分度值是1 mm的刻度尺,即選項A最合適.故選A.5.下列關于誤差的說法中正確的是()A.認真細致的測量可以避免誤差B.測量時未遵守操作規則會引起誤差C.測量時的錯誤就是誤差太大D.測量中錯誤是可以避免的,而誤差是不可避免的解析:誤差與測量的人、測量工具、測量環境有關,因此,任何測量中的誤差都是不可避免的,只能努力減小誤差,不可能消除誤差;選用更精密的測量儀器,改進實驗方

19、法,熟練實驗技能等都可以減小誤差,但不能消除誤差.所以選項A,B,C錯誤,選項D正確.故選D.板書設計時間和長度的測量長度單位測量工具:刻度尺時間單位:1h=60min=3600s測量工具誤差產生原因定義與錯誤的區別布置作業一、教材作業【必做題】教材動手動腦學物理的2,3題.【選做題】教材動手動腦學物理的1,4題.二、課后作業【基礎鞏固】1.把下面單位進行換算:1 km=m;1 dm=m;1 cm=m;1 mm=m;1 m=m;1 nm=m.2.用分度值為1毫米的刻度尺測量一物體的直徑,下列數據中正確的是()A.21.4 cmB.21.420 cm C.21 cmD.21.42 cm3.若四次

20、測量一本書的寬度記錄為:12.38 cm,12.36 cm,12.38 cm,12.34 cm,則這本書寬度平均值是()A.12.38 cmB.12.365 cm C.12.36 cmD.12.37 cm4.在下列長度、時間測量中,選用的測量工具正確的是()A.測量書桌的長度可以選用量程為10 m,分度值是1 dm的刻度尺B.測量鉛筆的長度可以選用量程為20 cm,分度值為1 mm的刻度尺C.測量運動員百米賽跑的時間,可以選用家庭常用的石英鐘D.測量上完一節課所用的時間可以選用秒表【能力提升】5.用分度值為1毫米的刻度尺直接測量一張紙的厚度測不出來,這時可將許多相同的紙疊起來,使之有足夠的厚度

21、,用刻度尺測出總厚度除以張數,就可間接測出一張紙的厚度了,在下列長度的測量中,與這一方法相同的是()A.測一曲線的長度 B.測一枚硬幣的直徑 C.測圓錐的高D.測細銅絲的直徑6.現在通用的鞋的號碼數是指人的腳跟到腳尖的距離的厘米數,一位同學想請人在外地給他買一雙合適的球鞋,他利用手頭僅有的一把受潮膨脹的木尺測出自己的腳長是24 cm,則他應該買下面列出的哪個號的鞋最合適()A.23號的B.24號的 C.24號半的D.23號半的7.要畫百米跑道,在下列如何選用工具的說法中,正確的是()A.選用分度值是1 mm,量程是30 cm的鋼尺B.選用分度值是1 mm,量程是1 m的木尺C.選用分度值是1

22、cm,量程是50 m的皮卷尺D.上述工具都不行,一定要選用量程超過100 m的刻度尺【拓展探究】8.甲、乙兩卷粗細不同的細銅線,甲銅線標簽上注明直徑是D1=0.8 mm,乙銅線的標簽已經模糊不清了.不用刻度尺,可以再另選一種物品,你用什么簡易辦法可以求出乙銅線的直徑?(寫出主要的實驗步驟和乙銅線直徑D2與D1的關系式)【答案與解析】1.1030.10.0110-310-610-9解析:長度單位間的換算關系是:1 km=103 m=104 dm=105 cm=106 mm=109 m=1012 nm.2.D解析:A.對于“21.4 cm”,“1”對應的單位是cm,此刻度尺的分度值為1 cm,不符

23、合題意;B.對于“21.420 cm”,小數點后“2”對應的單位是0.1 mm,此刻度尺的分度值為0.1 mm,不符合題意;C.對于“21 cm”,“2”對應的單位是dm,此刻度尺的分度值為1 dm,不符合題意;D.對于“21.42 cm”,“4”對應的單位是mm,此刻度尺的分度值為1 mm,符合題意.故選D.3.D解析:將數據12.38 cm,12.36 cm,12.38 cm,12.34 cm相加后求平均值得12.365 cm,因為測量時估讀到分度值的下一位,所以最接近真實的測量記錄應為12.37 cm(四舍五入法).由此可見選項A,B,C都不正確.故選D.4.B解析:A.測量書桌的長度應

24、該選用量程為10 m,分度值是1 cm的刻度尺,分度值為1 dm的刻度尺準確程度不夠,此選項錯誤;B.測量鉛筆的長度可以選用量程為20 cm,分度值為1 mm的刻度尺,準確程度合適,此選項正確;C.測量運動員百米賽跑的時間,應該選用準確程度更高的停表,此選項錯誤;D.測量上完一節課所用的時間可以選用石英鐘,此選項錯誤.故選B.5.D解析:由于一張紙的厚度和細銅絲的直徑都非常小,不能直接測量(小于測量工具的分度值),所以要測多個相同物理量的總和,求平均值,從而達到減小誤差的目的.故選D.6.C解析:用受潮膨脹的木尺測量物體的長度,木尺的分度值變大,所以其讀數比真實值小,因此腳的真實長度比24 c

25、m稍長.故選C.7.C解析:要畫百米跑道,要求精確到厘米就可以了,而且畫百米跑道對精確度要求不是很高,所以可選用分度值為1 cm,量程是50 m的皮卷尺進行測量.故選C.8.將兩卷細銅線分別緊密地纏繞在兩支圓鉛筆上.纏繞相同的長度L后,數出甲銅線纏繞的圈數n1和乙銅線纏繞的圈數n2,因為L=D1n1,L=D2n2,所以沒有標簽的乙銅線的直徑約為D2=D1n1n2.反思長度和時間的測量是第一章的第一節課,學生缺乏定量研究自然現象的經驗,對測量及其重要性缺乏認識.本課首先給出兩張圖,讓學生先觀察后測量,認識到人的直覺有時不可靠,要對物體的某些情況進行定量的描述,必須用儀器來測量;然后講授長度和時間

26、的測量方法,并加以練習和實測的訓練.經過精心的設計和準備本節課取得了良好的教學效果,對這節課的教學有如下的心得體會:這節課是本章的教學基礎.通過本節教學要讓學生了解長度和時間這兩個物理量,進而了解國際單位制并學會基本的測量方法.成功之處:本節課主要采取師生共同合作探討交流和精講精練的方法進行教學,通過實際教學收到了很好的成效.對于長度、時間的基本單位,嚴謹講授,并結合身邊物體的長度練習加以了解掌握長度和時間單位的基本概念.對于長度和時間測量的方法及工具的使用,采取學生參與活動,教學內容融入到活動中,讓學生利用刻度尺和停表對身邊物體如1元硬幣直徑等的實際測量,引導學生動手,鼓勵學生積極動腦,大膽

27、嘗試,進而掌握刻度尺和停表的使用方法及注意事項,效果明顯.學生在日常生活中對有關長度和時間的測量的內容已有一些感性認識,但實際操作少,且生活中的測量常常比較粗略,不夠規范.教材就從訓練學生規范地進行實驗操作開始,培養學生嚴謹的科學態度.教材盡量從學生已有的基礎出發,學習有關測量長度和時間的知識,達到能夠規范地使用測量儀器和進行正確測量的目的.首先,教材讓學生觀察所使用的刻度尺,希望學生養成良好的習慣使用任何測量工具之前都要先把它觀察清楚,確定刻度尺的零刻度線、分度值、量程和單位,然后讓學生邊操作、邊思考,練習正確使用刻度尺測量長度的方法,掌握測量的基本技能.有待改善之處:上完整節課后感覺測單擺

28、的周期的實驗成功率不高,應在課前反復練習提高效率.內容安排上,盡可能把測量的誤差和錯誤在本節內完成.動手動腦學物理(教材第15頁)1.提示:測硬幣周長的方法很多,這里僅提供三種方法:(1)用軟線繞硬幣一周,用刻度尺測出軟線的長度,即測得硬幣的周長.(2)給硬幣一周涂上墨水,讓它在紙上滾動一周,測得墨跡長度,即可得硬幣的周長.(3)用特殊方法測出硬幣直徑,根據L=d可求得周長.2.提示:用直尺測出一只腳的長度,再根據身高與腳長的關系可得出身高.3.解:t=3600 s24=86400 s.4.測出小鐵塊擺動若干次所用的時間,然后除以擺動次數,這樣測量的結果更準確;小鐵塊的擺動周期只與繩的長度有關,與其他因素均無關,可調整繩的長度,做出周期為1 s的擺.1.日晷古代的計時工具日晷是一種古老的計時儀器,它是一個石制圓盤,圓盤中心垂直貫穿著一根金屬棒稱為晷針.使晷針南北放置,并把它對準北極星,這樣,晷針就必定和地軸平行,石盤則呈現南高北低的姿態,其盤平面也就必定和赤道面相平行.因此這種日晷稱為“赤道日晷”.在熱天太陽就在頭