物体的尺度及其测量导学习型教学案.docx

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物体的尺度及其测量导学习型教学案

物体的尺度及其测量导学案

本资料为woRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址　　2.1《物体的尺度及其测量》导学案（十里铺中学）

　　探究目标

　　1.知识与技能知道测量长度和体积的工具；会使用这些工具测量长度和体积；知道测量有误差；误差和错误有区别.

　　2.过程与方法经历测物体的长度和体积的过程；体验通过日常经验估测长度的方法.

　　3.情感、态度与价值观认识测量长度和体积的工具及其发展变化的过程；培养实事求是、热爱科学的精神.

　　1.物质世界的尺度，如图2.1-1

　　【例1】试就你已知的物体从小到大顺序排列.

　　图2.1-1物质世界的尺度/m

　　思路与技巧物质从微观到宏观其尺度应分别为：

夸克（小于10-16）、质子（10-13cm）、原子核（10-10cm）、原子（10-8cm）、分子（10-5～10-7cm）；西瓜（60cm）、地球（1.28×106m）、太阳系、银河系（十万光年）、宇宙.

　　答案夸克、质子、原子核、原子、分子、尘粒、西瓜、地球、太阳系、银河系、宇宙。

　　2.长度（length）的测量

（1）常用的测量长度的工具：

如图2.1-2；

　　图2.1-2

（2）长度的单位：

国际单位是米（meter，简写为m），常用单位有：

千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、纳米（nm）.它们之间的换算关系：

　　1km=103m1dm=10-1m1cm=10-2m

　　1mm＝10-3m1μm＝10-6m1nm＝10-9m

　　说明

（1）1983年国际计算大会规定：

米是在内，光在真空中行程的长度；

（2）光年是长度单位，用来表示天体之间的距离。

它等于光在1年中的行程.1光年=9.46×1015m.

　　3.正确使用刻度尺的方法

　　一看：

测量前根据实际需要选择测量工具，并观察刻度尺的量程、分度值和零刻度线是否磨损；

　　二放：

尺要与被测长度重合（或平行），且刻度线紧贴被测物体放置，若用零刻度线已磨损的刻度尺，应从看得清楚的某一刻度线开始量；

　　三读：

读数时视线应与尺面垂直，并估读到分度值的下一位；

　　四记：

记录测量结果时，要写出数字和单位.

　　4.测量长度的一些特殊方法

　　普通方法不能直接测量出来，可以间接测量.间接测量长度的特殊方法很多，常用的有以下几种：

（1）累积法：

把多个相同的微小量放在一起进行测量，再将测量结果除以被测量的个数，得出被测量值.例如：

测纸张的厚度、邮票的厚度、硬币的厚度、头发的直径、细铜丝的直径等；

（2）替代法：

测量某个与被测量相等的量，用以代替对被测量的直接测量.例如：

测量地图上某条大河的长度、铁路的长度、海岸线的长度等.可以用一根弹性不大的柔软丝线与地图上的曲线重合，并在两端点做好记号，然后将丝线拉直，用刻度尺测出两个记号间的距离即可；

　　（3）平移法：

当物体的长度不能直接测量时（如球的直径，圆锥体的高等），就要想办法把它等值平移到物体的外部，再用刻度尺测量.图2.1-3就是平移法在测量硬币直径时的两种应用；

　　图2.1-3

　　（4）滚动法：

先测出某个轮子的周长，让此轮子在被测曲线上滚动，记录滚动的圈数.然后用轮子周长乘以圈数就可得到曲线路径的长度，例如：

测操场的长度、两个汽车站间的距离等.汽车的计程器就是根据这个原理制成的.

　　【例2】现有一个圆柱形封闭油桶，仅有一个钢卷尺（量程满足测量要求）、一支粉笔和一个重锤线，不许通过计算，不许打开油桶，要求直接测量出封闭油桶的上、下边缘上两点间的最大直线距离.请设计一个试验方案，说明具体方法.

　　思路与技巧封闭油桶的上、下边缘上两点间的最大直线距离在油桶内部，但题中要求不许通过计算，不许打开油桶，因此必须把这一待测的距离想办法由桶内平移到桶外，这样就可以用卷尺直接量出它的长度了.

　　答案具体方法：

（1）油桶直立在水平地面上，用粉笔在地上沿桶底画一个圆

（2）将油桶平移至与圆相切的位置，设切点为P（如图2.1-4）

　　图2.1-4

　　（3）利用重垂线找出切点P正上方桶边缘上的点Q

　　（4）用卷尺找出过P点的圆的直径，确定直径另一点m的位置

　　（5）利用卷尺直接量出m、Q两点间的距离即为所求.

　　5.误差

（1）误差的概念：

测量值与被测物体的真实值总会有些差异，这种差异叫误差；

（2）产生误差的原因：

测量工具不够准确、测量方法不够完善、测量者的观察不够细致等；

　　（3）减小误差的方法：

多次测量取平均值；

　　（4）误差和错误的区别：

错误是测量方法或原理不正确、违反操作规则等原因造成的，是可以避免的.任何测量中的误差是不可避免的，只能选用更精密的测量工具，改进测量方法，认真细心地进行多次测量取平均值才能尽量地减小.

　　【例3】小明在测量一木块长度的实验中，得到如下记录：

l1＝12.41cm,l2=12.42cm，l3＝12.44cm，则木块的长度应为，小明所用刻度尺的分度值为.

　　思路与技巧多次测量求平均值能减少误差，三次测量的平均值即为木块的长度.因为在记录测量值时最后一位是估计值，求平均值时最后一位也应是估计值，估计值的位数保留多了仍是估计值，并不会变得更准确，所以位数保留多了没有意义.木块长度l===12.423mcm=12.42cm.由于12.4cm是准确值，0.02cm是估计值，即准确到124mm，则小明所用刻度尺的分度值为1mm.

　　答案12.42cm1mm.

　　6.体积的测量

（1）体积（volume）:

任何物体都要占据一定的立体空间，也就是具有一定的体积；

（2）体积的单位：

国际单位是米3（m3）.常用单位：

分米3（dm3）、厘米3、毫米3、升（L）、毫升（mL），其换算关系如下：

　　1dm3=10-3m31cm3=10-6m31mm3＝10-9m3

　　IL＝ldm31mL=1cm3

　　（3）测量物体体积的方法：

　　图2.1-5

　　说明使用量筒或量杯测体积时，视线要与凹形水面的底相平，或与凸形水银面的顶相平.

　　【例4】有一次，爱迪生把一只灯泡（还没有制成成品）交给他的助手阿普顿，让他计算出这只灯泡的容积是多少，阿普顿是普林斯顿大学数学系的毕业生，又去德国深造了一年，数学程度相当不错，他拿着这只梨形的灯泡，打量了好半天，又特地找来皮尺，上下量了尺寸，画了剖视图、立体图，还列了一道又一道的算式.一个小时过去了，爱迪生着急了，走近一看，哎哟，在阿普顿面前，好几张白纸上写满了密密麻麻的算式.爱迪生微笑着说，何必这么复杂呢？

然后告诉了阿普顿测量的方法，阿普顿恍然大悟，不到一分钟就测出了灯泡的容积，你知道爱迪生测灯泡的方法吗？

　　思路与技巧灯泡的形状不规则，很难直接计算出灯泡的容积.可转换成测量水的体积，即可间接地测量出灯泡的容积.

　　答案爱迪生测量灯泡的容积方法是：

把水装满在这只灯泡里，再把水倒在量杯或量筒里量出水的体积，则水的体积就是灯泡的容积.

　　探究体验

　　收集资料图2.1-6是长度阶梯的一部分.请查阅相关资料将其余部分补上.并把原子、分子、人的身高、珠穆朗玛峰的高度、地球的直径、月球距离等相关的典型尺度标记在线旁（I•y＝9.46×1015m）.

　　图2.1-6

　　分析与结论和其他同学交流讨论一下，还有哪些表示长度阶梯的方法？

　　探究点拨用不同的方法进行物理量比较是科学方法的体现，不同的内容应选择最直观的方法.

　　聊天室

　　话题：

有趣的人体尺度

　　胖胖：

老师，公安员和考古学家能根据脚印的长度确定一个人的身高，是不是人的脚印长度与身高存在某种关系呢？

　　老师：

人体各部分的尺度间有着特殊的规律.一般情况下，一个人手腕的周长恰恰是他脖子周长的一半。

两臂平伸的长度正好等于身高，大腿正面厚度和他的脸宽差不多，肩膀最宽处约等于身高的，成年人的身高大约等于头长的8倍或7.5倍.拳头的周长与脚底的长很接近，所以买袜子的时候只要把袜底在自己拳头上绕一下，就知道是否合适了.

　　用尺去量一下，你还能一发现什么规律？

然后请教美术老师，画人体时应注意什么问题？

　　图2.1-7

　　快乐套餐

　　1.小明发现周围同学在测长度时，刻度尺放置的位置有以下几种（图2.1-8）.请你判断哪些是正确的（）

　　图2.1-8

　　2.在使用刻度尺测量物体长度时，下列说法中正确的是（）

　　A.若刻度尺的零刻度线已磨损，则不能测出准确结果

　　B.读数时，估读的数位越多越准确

　　c.用多次测量求平均值的方法能减小误差

　　D.只要方法正确，认真测量，误差是可以避免的

　　3.要测量1分硬币的厚度，使测量结果的误差较小，下列方法中最佳的方法是（）

　　A.用刻度尺仔细地测量硬币的厚度

　　B.用刻度尺多次测量硬币的厚度，求平均值

　　c.用刻度尺多次测出10个1分硬币叠起来的总厚度，求平均值，再除以10

　　D.用刻度尺测出10个1分硬币叠起来的总厚度，再除以10，求得1个硬币的厚度

　　4.四位同学分别用一把分度值是1mm的刻度尺，先后测量物理课本的长度，下列测量结果中，记录正确的是（）

　　A.25.82cmB.25.82dmc.25.81mmD.25.816cm

　　5.量筒做得细而高，不做成粗面矮的形状，这主要是因为（）

　　A.实验中，细高的量筒便于操作

　　B.细高的量筒可以做出相对较大的底座，增加稳度

　　c.细高的量筒与粗矮的量筒相比，相应的刻度间隔较大，便于准确地读数

　　D.粗矮量筒中的液体较多，需用较厚的玻璃，因而不便读数

　　6.一般情况下，初三学生一扌乍（如图所示）的长度约是（）

　　A.8cmB.18cmc.38cmD.48cm

　　7.按照物质世界主要物体的大致尺度从小到大顺序，排列正确的是（）

　　A.原子核、夸克、原子、分子、生物体、地球、太阳系、银河系

　　B.原子核、夸克、原子、分子、生物体、地球、银河系、太阳系

　　c.夸克、原子核、原子、分子、生物体、地球、银河系、太阳系

　　D.夸克、原子核、原子、分子、生物体、地球、太阳系、银河系

　　8.实验前，小明和同学们跃跃欲试，都想要测出最准确的数据.

　　小马说：

"我只要认真按老师要求去做，就不会有实验误差."

　　小明说：

"我只要测量方法正确了就不会产生实验误差."

　　小华说：

"我只要遵守操作规则就不会产生实验误差."

　　小灵说：

"我对同一个量多测几次，求出它们的平均值，就不会有误差了."

　　小高说：

"你们这样只能减少实验误差，不可能没有误差，即使老师测量也会有误差."

　　你认为.

　　9."采用最新技术制成的纳米机器人小得像跳蚤一样"，"离太阳系最近的恒星'比邻星'距我们约4.3光年"，这里所说的"纳米"、"光年"都是的单位.世界最高峰珠穆朗玛峰经我国专家测量改为8848.13m，通过公布的这一数据可以判断测量的精确度达到.

　　10.如图2.1-9所示是测量乒乓球直径的一种方法，其中的乒乓球是第46届"世乒赛"使用的"大球"，它的直径是cm，合m.

　　11.如图2.1-10中的螺丝全长为mm.

　　图2.1-9图2.1-10

　　12.英制单位有英寸（吋）、英尺（呎）、码、英里（哩）、海里（涅）.l码=3呎=0.9144m，l呎=12吋=0.3048m，1吋=2.45cm.电视机屏幕的大小是用"吋"来表示的.请问：

你家的彩电是多大？

，合m.

　　13.郑州到上海的铁路线如图2.1-11所示，此图按实际尺寸缩小了XX0000倍.用细线沿图上铁路线截取相同长度的一段，拉直后的长如图2.1-11中AB所示，请用文具盒中刻度尺（或三角板）量出图上郑州到上海的直线距离为mm，则郑州到上海的实际直线距离为km.

　　图2.1-11图2.1-12

　　14.小红家上月5日自来水表读数为344m3，本月5日自来水表指针的位置如图2.1-12所示，这时水表示数为m3，所以一个月来她家用去m3（读到m3即可）.若每立方米水0.8元，则小红家这个月应交水费元.

　　15.三位同学在用量筒测液体体积时，读数情况如图2.1-12所示，其中同学读数正确，量筒中液体体积为mL.

　　16.观察图2.1-13：

　　图2.1-13

（1）看一看；判断下列问题：

　　①图a、图b中的两条线段AB、cD哪条长？

　　②图c中的线段AB长，还是Ac长？

　　③图d中三条线段AB、cD、EF，哪条最长？

哪条最短？

　　④图e中PN和PQ平行吗？

　　⑤图f中的mN，PQ是直线吗？

　　⑥图g中，方框的四边形是直线吗？

（2）测一测：

然后比较你的目测结果正确吗？

　　17.小明同学买了一盒自动铅笔用的笔芯，但包装盒上注明的笔芯直径看不清楚了，小明想用实验方法测出笔芯的直径，他只有分度值是1mm的三角板一块，小明能否测出笔芯的直径？

如果能，请写出实验步骤.如果不能，请说明理由.

　　参考答案

　　1.c2.c3.c4.A5.c6.B7.D8.正确的操作可减少误差，避免错误；实验中绝对精确是不可实现的9.长度；分米10.4.05；0.040511.45.0mm12.41.3；82613.356；1214.乙；6015.略16.略17.能；①把铅笔芯紧密排列在桌面上；②用三角板测出排列的长度L；③数出所列铅笔芯的个数n;④用d=算出笔芯直径