【轻松备课】人教版物理八年级上 第一章第一节长度和时间的测量 教学详案

第一章 机械运动
第1节 长度和时间的测量
设计说明
1.关于“长度的单位”的教学建议。按照教材的设计，利用多媒体图片及教材开始的两张图片，让学生明白自己的直觉是不可靠的，要想准确知道物体的长度必须进行测量，从而引出测量工具——刻度尺，并用图片和实物向学生展示不同的刻度尺，然后分组讨论这些刻度尺的不同点和相同点，进而给出长度的单位，并进行简单的单位换算练习。
2.关于“长度的测量”的教学建议。首先让学生观察自己手中的刻度尺，教师讲解刻度尺的“零刻度线”“量程”“分度值”，然后让学生自学“用刻度尺测量长度”实验，教师启发引导学生归纳刻度尺的使用方法，最后学生利用总结出的刻度尺的使用方法实际测量物体的长度，以达到学以致用的目的。
为了激发学生的求知欲，可以安排一些特殊长度的测量，如铜丝的直径、硬币的周长、一张纸的厚度等，同时还应对物体长度进行估测练习。
3.关于“时间的测量”的教学建议。首先利用多媒体展示计时工具的发展史，然后让学生观察教材上的计时工具。古代人用日晷、沙漏等计时；现代生活中，我们通常用钟、表来测量时间；在运动场和实验室，经常用机械停表、电子停表来测量时间。讨论它们的使用方法及读数方法，引出时间的单位及相互换算关系并进行练习，重点练习准确使用机械停表，根据学生的实际情况，补充时间与时刻的区别，使学生会看列车时刻表。
4.关于“误差”的教学建议。以实例分析为基础，让学生明白哪些数据是错误的，哪些数据是由于误差而不同的，误差理解错误是可以避免的，但是误差不可避免，只能减小，重点练习多次测量求平均值减小误差的方法。
教学目标
1.通过自主学习用刻度尺测长度，用停表测时间，学会用适当的工具测长度和时间。
2.通过比较实验测量的数据，知道测量有误差，了解误差和错误的区别。
3.能通过日常经验、物品或自然现象粗略估测长度和时间，了解计量长度和时间的工具及其发展变化的过程。
教学重点难点
1.重点：长度的测量。
2.难点：刻度尺的读数、停表读数。
教具
学生用：直尺、三角尺。
教师用：刻度尺、卷尺、游标卡尺、停表。
教学过程
导入新课
1.多媒体导入
教师：请同学们看图中的粗线是不是弯曲了？教材第10页图中帽子的AB长还是CD长？中心的两个圆哪个面积大？你们的感觉可靠吗？
教师：请同学们闭上眼睛，默数一分钟，与使用停表计时一分钟对比，你们的感觉可靠吗？
通过学生自己比对，使学生懂得感觉并不可靠。我们如何准确地知道物体长短和大小呢？又如何测量时间的长短呢？让学生带着问题和兴趣引入新课。
2.问题导入
请一位同学到讲台上，提出问题：你能告诉我他的身高以及他从座位走到讲台用的时间吗？要想得到准确的数值应该怎么做？引入长度和时间的测量。
通过学生估测，使学生懂得测量的必要性，从而了解长度和时间的测量的仪器和单位。
3.故事导入
你听说过阿凡提量渠水的故事吗？
有一次国王问阿凡提：“人人都说你智慧过人，那么你知道眼前这条渠里的水有多少桶吗？”阿凡提说：“若桶与这条渠一样大的话，那就只有一桶水；若桶有这条渠一半大的话，那就有两桶水；若桶只有渠的十分之一，就有十桶水……”
为什么同一条渠却不能确定到底有多少桶水呢？引入长度和时间的测量。
进行新课
学生活动1：请同学们先目测比较教材第10页左上图帽檐的直径AB与帽子高度CD哪个长？右上图中，中心的两个圆哪个面积大？再用尺量一量。
学生活动2：用手测量（张开的大拇指和中指两端间的距离称为一拃）课桌的长度，比较你们测量的长度是否相同？
提出问题：为什么我们每个学生目测结果不相同，而用手测量的结果也不相同？如何才能获得准确的测量值？
结论：这就需要我们使用标准的测量工具进行准确的测量。
探究点一　长度的单位
师：进行测量时要选定一个统一的、人们公认的标准作为比较的依据，否则，即使是对同一物体进行测量，测量值也是不确定的。以前每个国家，都有不同的长度标准，现为方便国际交流制定出了一个统一的标准。这个选定的标准就是测量单位。国际计量组织制定了一套国际统一的单位，叫国际单位制，简称SI。
提出问题：想一想在小学学过的长度单位有哪些？它们间的换算关系是怎样的？自学教材第11页还知道哪些新单位？
归纳总结：在国际单位制中，长度的基本单位是米，符号是m，常用单位还有千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、纳米（nm）。它们的换算关系如下：
1 km=103 m 1 dm=10-1 m
1 cm=10-2 m 1 mm=10-3 m
1 μm=10-6 m 1 nm=10-9 m
例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）
例1　完成下列单位换算：
（1）2.5×105 nm=　　　　cm=　　　m=　　　km。
（2）5.23×105 km=　　　dm=　　　μm=　　　nm。
解析：在进行长度单位换算时的正确步骤是数值不变，乘以目标单位与原单位之间的进率，将原单位改写为目标单位。（1）2.5×105 nm=2.5×105×10-7 cm=2.5×10-2 cm；2.5×105 nm=2.5×105×10-9 m=2.5×10-4 m；2.5×105 nm=2.5×105×10-12 km=2.5×10-7 km。（2）5.23×105 km=5.23×105×104 dm=5.23×109 dm；5.23×105 km=5.23×105×109 μm=5.23×1014 μm；5.23×105 km=5.23×105×1012 nm=5.23×1017 nm。
答案：（1）2.5×10-2　2.5×10-4　2.5×10-7　（2）5.23×109　5.23×1014　5.23×1017
知识拓展：阅读教材第11页“小资料”，了解“1 m”的准确规定，形成感性认识。
探究点二　长度的测量
为了准确测量物体长度，人们设计制造出了各种测长度的工具，这样我们就可以根据我们对测量结果的要求选择合适的工具。
多媒体展示：刻度尺、卷尺、游标卡尺、螺旋测微器。让学生拿出自己的直尺和三角板进行观察，讨论它们和展示的四种工具有什么相同和不同之处，引导学生分析得出。
归纳总结：相同之处：都标有单位。
不同之处：长度不同、形状不同、能测量的长度不同。
因此，我们要选用合适的刻度尺来测量物体的长度。
1.学生活动：学生仔细观察手中的刻度尺，明确刻度尺的：
（1）零刻度线。
（2）量程：刻度尺的测量范围。
（3）分度值：相邻两刻度线之间的长度，它决定了长度测量的精确程度。
学生自学教材第12页实验“用刻度尺测量长度”。
教师：请同学们利用手中的刻度尺测出物理课本的长度和宽度，并交流测量方法及发现的问题。
学生分组操作，教师巡视。注意发现测量过程中存在的问题并和学生讨论解决。
2.教师边演示边引导学生总结使用刻度尺测量长度的方法以及需要解决的问题。
（1）选：根据实际需要选择合适的刻度尺。
教师：假如刻度尺的量程小于被测物体的长度，可以吗？会对结果造成什么影响？
引导学生回答：可以，只需要将多次测量的数值相加即可，但会使误差增大。
（2）观：用刻度尺测量长度前，观察刻度尺的零刻度线、量程和分度值。
教师：假如刻度尺的零刻度线磨损了，还可以使用吗？
引导学生回答：可以，可以将清楚的一条刻度线与被测物体的一端对齐并读出数值，同时读出另一端所对的刻度尺上的数值，将前面的值减去即可。
（3）放：用刻度尺测量长度时，刻度尺的零刻度线对准被测物体的一端，有刻度线的一边要紧靠被测物体且与被测边保持平行，不能歪斜。
教师：如果刻度尺太厚怎么测量更准确？
引导学生回答：将刻度尺上有刻度线的一边紧贴被测物体上（教师示范），读数时容易看清楚、读准确。
（4）看：读数时，视线要正对刻度线；要注意区分大格及小格的数目。
（5）读：在测量时，读数应估读到分度值的下一位。
（6）记：长度测量结果由数值（准确值和估读值）和单位两部分组成，记录测量结果时不但要记录数值，还必须标明单位，如图所示。
归纳总结刻度尺的正确使用：①选　②观　③放　④看　⑤读　⑥记
警示：如果零刻度线磨损，可以从其他整数刻度线量起，被测物体的长度为末端读出的数值与起始端数值之差。
例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）
例2　如图所示，用刻度尺测量物体的长度，读数时视线正确的是　　　（选填“”或“”），测出该物体的长度是　　　cm。
解析：使用刻度尺测量物体长度读数时，视线应正对刻度线。对于长度的测量始端不是零刻度线的情况，物体的长度应该是末端与始端对应刻度线示数之差。
答案：　1.36
探究点三　时间的测量
教师：同学们刚才测量物理课本的宽度时，哪个小组花费的时间最少？时间的单位是什么？
（1）国际单位制中，时间的基本单位是秒（s）。
常用单位有小时（h）、分（min）、毫秒（ms）、微秒（μs）。
1 h=60 min　1 min=60 s　1 s=103 ms=106 μs
在日常生活中，你们用哪些仪器测量时间？
（2）时间测量工具有手表、停表、电子钟等。
除此以外，你随身就携带了一只表——生物钟，你坐下平静后，用停表测10次脉搏的时间，多次测量求平均值，求出脉搏跳动一次所用的时间，就是你随身携带的“生物钟”。
观察教材第14页的石英钟和机械停表，回答下列问题：
a.石英钟和机械停表的分度值各为多少？
b.机械停表如何使用及如何读数？
小组合作完成教材第14页实验“用停表测量时间”。
学生讨论，教师总结：
①石英钟的分度值为1 s，机械停表的分度值为0.1 s。
②机械停表的使用方法：一按、二停、三读、四归零。
③读数：大表盘示数+小表盘示数。
小活动：让一位同学从教室前走到教室后，每小组用机械停表测量时间，写在黑板上。
教师：古代没有钟表也有很多方法用来计时，同学们可以课下查阅资料来了解。
例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）
例3　如图所示，停表的读数是　　　　min　　　　s。
解析：由题图知，小表盘指针指在3以后接近4，表示3 min且超过3.5 min，大表盘指针指在37和38中间刻度线处，表示37.5 s，所以停表的读数为3 min37.5 s。
答案：3　37.5
探究点四　误差
教师：请三位同学迅速测量出物理课本的宽度。教师将学生的测量结果记录在黑板上，引导学生分析测量结果。
教师：被测物体真正的长度即真实值只有一个，而三个同学测量同一个物体就得到了三个测量值。说明测量值和真实值之间是有差别的，这就是误差。误差不是错误，错误可以避免，但误差不能避免，误差应尽量减小，我们应该怎样减小误差呢？
学生思考交流
点拨：①可以多次测量求平均值；②选用精密的测量工具；③改进测量方法。
教师：我们在物理实验中经常用到的“多次测量求平均值”减小误差的方法。同学们求该物体的长度是多少？
引导学生计算并强调平均值的位数与测量值的位数相同。
教师：反思我们在测量过程中，哪些是可以避免的错误？
引导学生回答：不小心将尺子放歪了或读数时斜视等都是错误。
教师：同学们必须明确，不按正确的方法测量或读数粗心得到的结果并不是存在误差，而是错误。误差是不可避免的，而错误是不应该也不允许发生的。
教师：同学们已经学会了正确使用刻度尺测物体的长度，能不能用刻度尺测硬币的直径、一张纸的厚度、细铁丝的直径等？课后大家可以继续思考、讨论。
例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）
例4　有关误差，下列说法正确的是（　　）
A.误差只能尽量减小，而不能消除
B.选择精密的测量仪器可以避免误差
C.误差是错误造成的，因此是可以避免的
D.采用多次测量取平均值的方法，可以避免误差
解析：误差不可避免，只能尽量减小，A选项正确；误差是不可避免的，选用精密的测量工具，改进测量方法都可减小误差，但不能消除误差，B选项错误；误差是测量值和真实值之间的差异，是不可避免的，而错误是测量方法不当或粗心造成的，是可以避免的，C选项错误；测量中采用多次测量求平均值的方法，可以减小估测不准造成的误差，但不能避免误差，D选项错误。
答案：A
课堂小结
1.长度的单位及单位换算，并通过一定的生活常识，能对一些物体的长度进行估测。
2.正确使用刻度尺测量物体的长度。测量时，“1选2观3放4看5读6记”。长度的测量是实验的基础，规范使用测量仪器和进行正确的测量以及对实验结果分析和评估是学习物理的必备素养。
3.时间的单位及单位换算，正确使用停表测量时间。
当堂达标（见导学案“当堂达标”）
参考答案
1.8.1×10-5　8.1×10-2　2.1 mm　2.3　2.34 3.甲　2.62　4.A　5.B　6.B
布置作业
教材第15页“动手动脑学物理”第1至4题。
板书设计
一、长度的测量
1.长度单位及其换算
2.刻度尺的使用
（1）选（2）观：零刻度线、量程和分度值（3）放：紧靠（4）看：正对
（5）读：准确值+估读值（6）记：数值+单位
二、时间的测量
1.时间单位及其换算
2.停表的使用
三、误差
误差与错误
教学反思