1.2 测量 实验探究的基础 教案（教科版）（核心素养目标）

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课题 第一章 走进实验室
1.2 测量 实验探究的基础
教学目标
1.物理观念
（1） 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。
（2）学习使用刻度尺，了解零点（零刻度线）、分度尺、量程等概念
（3）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.科学思维
培养学生灵活运用知识的能力和创造性思维。
3.科学实验
（1）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。
（2）通过测量活动，从中体会、练习灵活运用知识的方法和技巧。
4.科学态度与责任
（1）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。
（2）训练实验技能的同时注意培养良好的实验习惯。
教学重点
长度的测量
教学难点
理解长度测量的基础性。
教学方法
实验法和讲授法
教学用具
刻度尺、秒表、沙漏、日晷、铅笔
教学课时 1课时
教学互动设计
一、创设情景、导入新课
2020年5月27日，2020珠峰高程测量登山队成功登顶珠穆朗玛峰，测得珠峰高度为8 848.86米。
二、新课讲授、师生互动
实验探究是科学研究的重要方法，测量( measurement)是实验探究的基础。通过长度测量和时间测量，我们可以了解测量的初步知识，同时也能体会实事求是的科学态度，养成良好的动手习惯。
（一）从木工尺到米原器
讨论交流
木工尺相传，鲁班曾召集天下的木工，要做上千个精密木件，装配一座雕梁画栋的宫殿。
众木匠来自四面八方，各自的尺子有长有短，没有一个统一的标准，做的木件很难精确组合。于是，鲁班做了一个精准的木工尺，木匠们以这个木工尺为基准，复制出几乎一模一样的尺子。有了统一的测量标准，宫殿很快就造好了。
像鲁班那样，为了更好地进行科学、技术、贸易的交流，1889 年，科学家们制造了一个国际通用的长度基准——米原器(如图所示)，作为各国测量1米的基准。
自2019年5月20日起，国际单位制中的“米”采用以下定义:光在真空中于1/299792458秒内行进的距离，为1米。
自2019年5月20日起，国际单位制中的“秒”采用以下定义:铯-133原子不受干扰时振动9192631770次所持续的时间，为1秒。
测量是一个将待测量与公认的基准进行比较的过程。我们称这个公认的基准为一个单位。在国际单位制中，长度的基本单位是米，符号是m。有了长度单位，我们便可以度量空间了(如图所示) 。
常用的长度单位还有千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、 毫米(mm)、 微米(μm)、纳米(nm)等。 它们之间的换算关系为
1 km=103m 1 dm=10-1m
1 cm=10-2 m 1 mm =10-3m
1 um=10-6m 1 nm=10-9m
常用科学技术法，把1000记为103 ，0.001记为10-3。
长度单位换算
20米等于多少厘米？
20米=２０×１米
＝２０×１００厘米
＝２０００厘米
５００毫米等于多少分米？
500毫米=５００×１毫米
＝５００×０.０１分米
＝５分米
单位换算，换单位！
（二）测量长度
在测量之前，我们需要对测量工具进行了解。测量工具的最小刻度值叫作分度值。读数时，一般要估读到分度值的下一位。测量工具所能测量的范围叫作量程。分度值和量程是测量工具的主要规格。
刻度尺是常用的长度测量工具。实验室配备的钢直尺，我们日常学习使用的透明塑料直尺，都是比较常见的刻度尺。
观察 认识刻度尺
观察刻度尺(如图所示)，它的零刻度线在哪里 它的量程是多少 它的分度值是多少
如图所示，测量时， 物体的一端与刻度尺零刻度线对齐。读数时，视线应正对刻度线，估读到分度值的下一位。
实验探究
测量教科书的长与宽
选定教科书的一条长边和一条短边，作为测量基准边。将刻度尺零刻度线与教科书基准边对齐，测量教科书不同位置的长和宽，将结果填入记录表中，计算长边和短边长度的平均值。
比较你和其他同学的测量值是否相同，分析这些数据中的哪部分是准确的。
用分度值为1 mm的刻度尺测量,测量结果能准确到毫米。所以，长度测量的准确程度是由刻度尺的分度值决定的。而最后一位数字是估读出来的，由于不可能估读得非常准，测得的数值和真实值之间必然存在差异，这个差异叫作误差(error)。
同一个长度，多测量几次，由于其中几次的估读可能偏大些，另外几次的估读可能偏小些，对它们取平均，得到的数值会更接近真实值。任何测量结果都有误差，多次测量求平均值可以减小误差，但不能消灭误差。
长度测量是最基本的测量，许多测量仪器的示数都是以长度的示数为基础的，如温度计、弹簧测力计、电表等常常将其他待测物理量转化为长度直线或曲线)来进行测量。学会刻度尺的读数方去，对掌握其他测量仪器的读数方法具有指导意义。
（三）测量时间
人们把昼夜交替一次的时间作为时间单位，称为一日。我国古人发明了最原始的计时器“土圭”，后来各种计时工具陆续出现:日晷、 沙漏、水钟、机械钟、天文钟、石英钟、分子钟、原子钟······
在运动场和实验室，人们经常用秒表测量时间。在国际单位制中，时间的基本单位是秒(second)， 符号是s。
其他常用的时间单位还有小时(h)、分(min)等。它们之间的换算关系为1h=60min 1 min =60s
观察 认识秒表
秒表有各种规格(如图所示)。 机械秒表有秒针和分针，它的读数是分针读数与秒针读数之和。对照说明书，仔细观察并操作秒表，了解秒表的使用方法和读数方法。
秒表的使用
如图所示，我们在实验室使用的停表结构大致相同：按动转柄，停表能方便地启动和停止；按复位键则回零。
观察 认识秒表
回答以下问题:
1.机械秒表的量程是多少
2.机械秒表的分度值是多少
3.怎样开始计时 怎样停止计时
实验探究 测量心率
心率是指1 min内心跳的次数，它是身体健康状况的一项重要指标。平静地坐在椅子上，用秒表测一测你在1 min、3 min时间内的心跳次数，重复3次，将测量结果记录在下表中。
根据以上测量数据，你的心率是 。
思考：用秒表测量心跳次数时，启动和停止秒表需要一定的反应时间，这是误差的主要来源。怎样做能减小这项误差呢
多测量几次，求平均值可以减小误差。
三、课堂小结、巩固提升
1．从木工尺到米原器
长度的国际单位：米，符号：m
常用单位：千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、纳米（nm）
2.测量长度——工具：刻度尺
观察刻度尺量程、分度值、零刻线和单位
放对、读对、记对（准确值+估读值+单位）
误差：测量值与真实值的差异。只能减小，不能消灭。
3. 测量时间——工具：秒表
基本单位：秒，符号是s。
1h=60min,1min=60s
四、板书设计、理清要点
1. 从木工尺到米原器
长度的国际单位：米，符号：m
常用单位：千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、纳米（nm）
2.测量长度——工具：刻度尺
观察刻度尺量程、分度值、零刻线和单位
放对、读对、记对（准确值+估读值+单位）
误差：测量值与真实值的差异。只能减小，不能消灭。
3. 测量时间——工具：秒表
基本单位：秒，符号是s。
1h=60min,1min=60s
五、达标练习、反馈矫正
1. 下列说法不正确的是（ ）
A. 在国际单位制中，长度的基本单位是米
B. 米的符号是m
C. 1nm=109m
D. 1km=103m
2．下列说法不正确的是（ ）
A. 测量工具的最小刻度值叫作分度值
B. 读数时，一般要估读到分度值的下一位
C. 测量工具所能测量的范围叫作量程
D. 测量工具的主要规格是分度值
3．用刻度尺测长度不正确的是（ ）
A. 测量前，了解刻度尺的量程和分度值
B. 测量时，物体的一端与刻度尺的零刻度线对齐
C. 读数时，视线应正对刻度线
D. 记录结果包括准确值和估读值
4．关于误差说法不正确的是（ ）
A. 测量值与真实值的差异叫作误差
B. 多次测量求平均值可以消灭误差
C. 多次测量求平均值可以减小误差
D. 根据实际情况，选用分度值小的测量工具可以减小误差
5．下列关于测量时间正确的是（ ）
A. 在运动场和实验室人们经常用秒表测量时间
B. 时间的基本单位是h
C. 1h=60s
D. 机械秒表有分针和秒针，它们的读数是分针读数与秒针读数之差
参考答案：1.C；2.D ；3.D ；4.B ；5.A 。
六、布置作业
P16T3
课外作业P16T1、T2、T4。
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