第一章 走进实验室
第2节 测量:实验探究的重要环节
一、本节三维目标要求
1.知识与技能
使学生了解统一计量标准的意义。熟悉长度的国际单位制单位,以及与其他单位的换算。
学习使用刻度尺,了解零点(零刻度线)、分度值、量程等概念。
了解误差,练习多次测量求平均值减小误差的方法。学习记录、分析、表达数据和结果。
2.过程与方法
通过一些实例练习测量长度的方法。训练使用测量工具的规范操作。
通过测量活动,从中体会、练习灵活运用知识的方法和技巧,培养学生灵活运用知识的能力和创造性思维。
3.情感、态度与价值观
通过规范学生的操作行为,培养严肃认真,实事求是的科学态度。
训练实验技能的同时注意培养良好的实验习惯。
二、教学重点和难点
长度的测量是本课时的重点,理解长度测量的基础性是本课的难点。
三、教学器材:
示教刻度尺、方体木块、学生自备透明三角尺
四、课时安排:2课时
五、教学过程
本节分为四个教学板块:(1)计量的重要性;(2)测量长度的要点;(3)了解误差的概念;(4)综合的测量活动。教师讲述计量的重要性
第1课时
一、从木工尺到米原器
1.引入:测量是科学实验的重要环节。物理 ( http: / / www.21cnjy.com )量的测量首先要规定它的标准量,并以之作为单位,将待测物理量与它的标准量进行比较。以鲁班制定中国木工尺为例,说明了统一计量标准的重要性:国际单位制是进行科学、科技、贸易交流的保障。测量本质上是比较,是将被测物和标准物做比较。
“如果不许使用尺子,你怎样测量教室的长和 ( http: / / www.21cnjy.com )宽 ”学生可能提出各种各样的测量方法,选其中之一进行实际测量,比如请一高一矮两位同学用步来量教室的宽,必然得出不同的结果。教师就此向学生指出,同一长度的测量得不出统一的结果是没有意义的。然后让学生讨论怎样才能得出统一的结果呢 通过这个活动和鲁班的故事,启发学生认识建立长度标准的必要性,同时认识长度单位以及国际单位制。中国古代在计量方面有许多举世瞩目的成就,特别是秦始皇统一度量衡,适当介绍,增强学生的爱国意识和民族自信心。
2.长度的单位(SI):
1)基本单位:米(m)
2)常用单位:千米、分米、厘米、毫米、微米 ( http: / / www.21cnjy.com )、纳米。它们的代表符号分别是km,dm,cm,mm,um,nm。(通常刻度尺的单位标注是用符号表示)
通过列举事例使学生对米、分 ( http: / / www.21cnjy.com )米、厘米、毫米等单位长度能心中有数,有个粗略的概念。例如:常用铅笔笔芯直径大约1毫米,小姆指宽约有1厘米,手掌的宽大约有1分米,成年人的腿长大约1米左右。
3)单位换算:1km=1000m;1m=1000mm;1mm=1000um;1um=1000nm;1m=10dm=100cm。
例:下列各式中表达正确的是:(C)
A.7.2m=7.2×100=720cm
B.7.2m=7.2m×100=720cm
C.7.2m=7.2×100cm=720cm
D.7.2m=7.2m×100cm=720cm
二、测量长度:迈开科学测量第一步
1.长度测量的常用工具:刻度尺
2.正确使用刻度尺
①刻度尺的刻度:让学生观察刻度尺,并依 ( http: / / www.21cnjy.com )次回答课本上的问题。关于量程和分度值,应给学生以简单的解释。零刻度有磨损的刻度尺,可用没磨损的其他刻度作为测量的起点,这时末端读数与起点刻度之差,才是被测物体的长度。
②刻度尺的使用:学生对刻度尺比较熟 ( http: / / www.21cnjy.com )悉,自认为都会使用,实际上在使用中经常出错。因此要引导学生发现自己使用刻度尺出现的错误,自觉地纠正,养成按规则要求操作的习惯。
让学生用透明三角板测量物理课本的宽 ( http: / / www.21cnjy.com )度。首先分清三角板的正、反面,然后要求学生把三角板反着用(即有刻度的一面朝上)。学生在测量时,故意让学生身体向左偏、向右偏,让学生回答两次读数是否一样 (不一样,且尺子越厚,两次读数差别越大)。这两个读数哪一个对 (都不对)。怎样读才能得到正确的数值 引导学生总结出读数的视线规则:读数时,视线要与尺面垂直(可参照课本图1-2-7),在将零刻度对准被测物体的一端时,也要按这一规则去做。
让学生把三角尺翻过来,重复上面的测量,这时 ( http: / / www.21cnjy.com )身体偏左、偏右的两次读数基本一致。由此得到,测量时刻度尺的正确放置方法是:让刻度尺刻度紧贴被测物体的始、末两端。如果刻度尺不透明(如钢尺、木尺)应怎样放置 利用课本图1-6总结出刻度尺使用中的放置规则:刻度尺应"立"着放正,不能歪斜。(应使刻度尺面垂直被测物体表面,学生还不理解这些立体几何术语,改用"立"着的说法。可通过示范的方法,帮助学生理解。)
要求学生按上述放置和视线规 ( http: / / www.21cnjy.com )则,正确放置刻度尺,并将零刻度对准课本的一个边,看课本的另一条边靠近那一条刻度线,读取这一刻度的数值,就是课本的宽。如果要求测量更精确些,则应估读到最小刻度值的下一位。这就是刻度尺使用时的估读规则。
4.正确记录测结果
列举几个无单位数字,说用这组数是无用的。测量结果的记录应由数字和单位组成。对于任何物理量的测量结果,只有标明单位数据才有意义。
5.误差
测量时,要用眼睛估读出最小刻度值的下一位数字,是估读就不可能非常准确,测量的数值和真实值之间必然存在着差异,这个差异就叫误差。
误差跟错误不同。测量中,由于视线的偏斜而导致测量的错误,这是由于没有按规则去做而造成的。错误是应该而且可能避免的。
测量的误差是不可避免的, ( http: / / www.21cnjy.com )除了估读的误差外,还有其他原因造成的误差。如仪器本身不准确,环境温度、湿度变化的影响等,这都是造成误差的原因。误差不可能消除,只能尽量的减小。减小误差的措施比较多,其中求平均值的方法,简单而有效。
测量中有时估计偏大,有时会偏小,这样多次测量值的平均值更接近于真实值。
小结:(从板书中小结)
刻度尺正确使用方法:
使用前认清零刻线、量程、分度值
使用时,尺要沿所测直线,并使刻度线紧贴被测物体,不利用磨损的零刻线(一沿二贴)。
读数时视线要与尺面垂直,在精确测量时要估读到分度值的下一位(一垂二估)。
测量结果由数字和单位组成。
课堂练习:
用刻度尺测量一木板的长度如图所示,木板的长度应记为 cm。
3.实验活动——“建立你的信息档案”。(课后完成)
要求通过测量,认识自己,认识同学,学生 ( http: / / www.21cnjy.com )会很感兴趣。老师应注意引导学生,利用学生自己的身体练习估算能力,使学生在头脑中形成测量物理量的具体观念。
六、作业:
第2 课时
1.引入:上一节课学习了刻度尺测量长度的方法,这节课我们来练习使用刻度尺来测量物体的长度。
2.复习:
(1)正确使用刻度尺的方法
(2)练习读数
3.测量长度的几种方法:
(1)直接测量
测量作业本和物理课本的长和宽,并把数据填入课本表格中。
(2)特殊测量
(1)累积法
测细铜丝的直径。把细铜丝紧密地排绕在铅笔上若干圈,测出这个线圈总长,计算出细铜丝的直径,并填入实验报告表格中。
(2)平移法:测乒乓球直径。
(3)替代法:测曲线的长度。
(4)轮转法:用轮子的滚动来测长度,如利用自行车轮测出弧形遗跑道的长度。
长度=轮子周长×轮子转动的圈数。
4.课堂小结
1)减小误差的方法是:取多次测量结果的平均值。
2)在用常规方法测量有困难时,可采用今天学习到的一些特殊方法进行测量。
5.课后思考:
(1)怎样测量出一页纸的厚度;
(2)怎样测出10层楼的高度
(3)怎样测出学校到你家的距离。
四、作业:第2节 测量:实验探究的重要环节
一、填空题
1.测量是一个将待测量与公认的基准进行__________的过程,人们称这个公认的基准为_____________。
2.在国际单位制中,长度的基本单位是__ ( http: / / www.21cnjy.com )__________,用符号________来表示。其它常用的单位还有__________(km)、__________(dm)、厘米__________、毫米(__________)、__________(μm)、__________(nm)。
3.常用的测量长度的工具是__________。使用前,要认清它的____________在哪里,____________是多少,____________是多少。
4.测量长度时,让物体的一端与刻度尺 ( http: / / www.21cnjy.com )的___________刻度线对齐;读数时,视线应_________刻度线,并且要估读到最小刻度值的___________。
5.完成下面单位换算:
(1)350mm=___________m; (2)67dm=___________m;
(3)12km=__________m; (4)570μm=_________m;
(5)369cm=_________m。
6.图中使用的刻度尺分度值是__________,测量物体的长度为_________cm。
二、选择题
7.一个正常发育的中学生的身高大约为( )
A. 0.15m B. 1.5m C. 15m D. 150m
8.2013年2月全国科学技术名词审定委员会拟将PM2.5正式命名为“细颗粒物”。细颗粒物直径小于或等于2.5( )
A. 厘米 B. 分米 C. 毫米 D. 微米
9.若正确测得某一本书的长为2.570dm,测量时所用刻度尺的最小刻度值是( )
A.1dm B.1cm C.1mm D.1um
10.图中用刻度尺测量长度的方法正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
11.凡凡的班上损坏了一块玻璃,老师让他量一下窗户的长和宽,为了能比较准确的测量,他要选择的刻度尺分度值应该是( )
A. μm B. cm C. mm D. m
12.四位同学分别用同一把最小刻度为毫米的刻度尺测量同一支铅笔长度,记录数据如下,其中错误的是( )
A.171.2mm B.171.3mm C.171.4mm D.173.2mm
三、实验题
13. 某同学用刻度尺测量一物体的长度,方法如图所示,请指出他在测量中存在的三个错误:
①:______________;
②:______________;
③:______________;