初中物理人教版八年级上册第1节 长度和时间的测量教学设计

第一节  长度、时间及其测量

一、教学目标

  1.知识目标

（1)知道长度的国际单位及单位换算；

（2)会正确使用刻度尺测量长度；

（3)知道测量的结果由数字和单位组成；

（4)学会读出停表示数；

（5)知道测量有误差，误差和错误有区别。

  2.能力目标

   (1)体验通过日常经验或自然现象粗略估计时间和长度的方法，具有初步解决简单生活问题的能力；

   (2)通过进行简单的测量，具有使用简单测量工具的能力。

3.情感态度与价值观

  （1）认识计量时间和长度的工具及其发展变化的过程，培养对科学技术的热爱；

  （2）通过学习简单的测量知识．体会测量在物理学中的重要性，养成细致、严谨的学习习惯。

二、教学重点、难点：

1.刻度尺的正确使用和长度的测量；

2.刻度尺的使用、长度的特殊测量；

3.停表的读数。

三、教学方法

 讨论法：引入学生感兴趣的问题，通过学生的积极讨论，引起学生对问题的关注，提高学生的兴趣，实现教学目标；

 实践法：通过学生的亲自实践，学会测量工具的正确使用。

四、教学过程

1.导入新课

相信同学们都听过“耳听为虚，眼见为实”这句话，那我们的视觉真的可靠吗？观察ppt上面的图片，图中帽檐直径和帽子的高度一样吗？两个中心圆的面积一样大吗？这两条线段一样长吗？接着让同学们估测一下时间，比一比谁的估测更加准确。

让学生认识到感觉并不总是可靠的，估测也很难满足人们的需要，所以，要作出准确的判断，得到精确的数据，必须用测量仪器来测量。

2.    新课教学

（1）长度的单位及换算：

[师]国际单位制中长度的单位是米(meter)，符号是m，1 m是如何规定的呢?同学们看书P28。

    [生]1983年国际计量大会规定：光在真空中s内所经历的路径的长度定义为1m。

[师]大家还记得长度的单位都有哪些?

    (同学们列举单位的过程中，教师投影长度的单位及换算，巩固记忆)

        单位：千米(km)、米(m)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)。

换算关系：

1 km＝103m              1 dm＝10-1 m           1 cm＝10-2m            

1 mm＝10-3 m            1μm＝10-6m            1 nm＝10-9m

[师]大家已经知道单位换算的方法，那能够把它总结出来吗？

（同学们分析讨论单位换算的巧记方法，老师在同学们讨论的基础上引导同学们总结概括换算技巧，最后做习题来巩固）

（2）长度的测量

    [师]大家都知道长度可以用尺子来测量。同学们能说说都有些什么样的尺子吗?

    [生]直尺、三角板、卷尺。

    [生]裁缝用的皮尺、木匠用的折尺……

    [师]还有在精确测量或特殊测量时常用的游标卡尺、千分尺(也叫螺旋测微器)。

    (教师可以在列举尺子的过程中。将这些尺子一一展示给学生，增强他们的感性认识)   

    [师]大家知道一层楼高，人走一步的距离，一张纸的厚度都大约是多少吗？

（教师展示投影上的资料，让同学们对有初步的理解和概念）

[师]请同学们观察PPT上的刻度尺，找出零刻度线的位置、单位、相邻两个刻度线之间的长度以及它的测量范围。

（老师带领学生进一步的了解直尺，并播放投影中的视频，为学生学会用直尺测量物品做准备）

    [师]现在大家试试用自己的直尺测长度吧！请同学们利用你文具盒中的尺子测出物理课本的长、宽、厚，并和同学们交流测量方法及发现的问题。

    (同学们操作，教师巡视。注意发现测量过程中存在的问题，和学生讨论解决)

    [生]测书的长度的时候，要选择较长的刻度尺；刻度尺平行地放在被测的长度上，尺子上的零刻度线与被测长度的一端对齐，视线和被测长度另一端的刻度尺对齐(学生示范说明)；读出刻度尺上的数值，记下来。这样就测完了。

    [生]我的尺子用的时间长了，前面零刻线的地方看不清楚，我将能看清楚的一条刻线和被测长度的一端对齐，读出另一端刻度尺上的数值，将前面的值减去，也能测出物体的长度。

    [生]我发现将刻度尺上的刻线紧贴在被测物体上(学生示范)，读数时容易看清楚、读准确。

    [生]我用刻度尺测量书的宽度的时候，零刻线和一端对齐了，可是另一端和刻度尺上的刻线对不齐，该怎样算长度呢?

    [师]是不是其他同学也有同样的问题?实际上类似的问题我们在测量中经常遇到。

    [师]同学们一起来讨论如何解决这个问题。（播放投影中测量物体长度的视频，让同学们了解测量方法）

    [生]左边刻度尺上的一小格是1 mm，可以根据被测物的边缘所对的位置估计一下是零点几毫米就行了。

    [师]请大家看看左边这个被测物边缘对应的是刻度尺上多大的值。

    [生]我觉得是2.75cm。

    [生]我看是2.78cm。

    [生]被测物的边缘对应的位置超过了小格的中间，靠右，我认为是2.76 cm。

    [师]三位同学读出了三个数字，数字中前两位完全相同，只有第三位不同，为什么呢?

    [生]前两位数是从尺子上读出来的，当然都相同，而最后一位是根据个人的感觉估计出来的，就可能不相同。

    [师]回答得非常好。直接从尺子上读出来的数值，我们称它为准确值；估计出来的值我们称它为估计值。因此，一个测量出来的数值就包括两部分。

    [生]一部分是准确值，另一部分是估计值。

    [生]测量结果上还必须说明单位。所以测量结果应包括三部分：准确值、估计值和单位。

    [师]如果被测物的边缘和刻度尺的某一条刻线对齐了，还用估计吗?

    [生]被测物边缘和刻线对齐时，就不用估计，也可以说估计值是零。

    [师]说得非常好。在书写测量结果的时候，为了说明你的估计值是“零”。在准确值的后面应该写上“0”。

    [师]大家再看看右边这个被测物的长度是多少？和左边这个分度值一样吗？

    （学生回答被测物长度，并思考两个分度值不同的原因）

    [生]用最小刻度是mm的尺测量时，能估计到零点几毫米；如果是用最小刻度是cm的尺溅量，就只能估计出零点几厘米，用mm尺测出来的结果肯定就比用cm尺测出来的准确。

    [师]这就是说我们在读数的时候只能估计到最小刻度值(也叫分度值)的下一位。在测量时应根据测量的要求选择合适的尺子。

    [生]测两地间的路程一般以千米为单位，测玻璃时就需要用最小刻度是1 mm的尺子测。

    [师]被测物体真正的长度即真实值只有一个，而三个同学测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。大家说误差能完全消灭吗?

    [生]测量总是人利用工具进行的，并且测量时还得要估计，总会有一些误差。所以我认为误差不能消灭，只能尽量减小。

    [生]可以多测量几次，多几个人测量，然后求平均值，来减小误差。

    [师]这就是我们在物理实验中经常用到的“多次测量取平均值”。

    [师]如果在测量的过程中，不小心将尺子放歪了．或没有一条刻度线和被测物对齐，或读数时斜视，你们觉得会产生什么结果?

    [生]如果这样测量，测量值和真实值之间的误差肯定会很大。

    [师]同学们必须明确，不按正确的方法测量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。

[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、一张页的厚度、细铁丝的直径等，课后大家可以继续思考、讨论。

（3）长度测量的特殊测量方法：

①提出问题并解答：如何测量一张纸的厚度，细铜丝的直径。（累计法）

测一页纸的厚度：测出100张纸的厚度d，则一张纸的厚度L＝d／100。

测铜丝直径：将铜丝密绕在铅笔上(绕n匝)，测出n匝铜丝圈的长度L，则铜丝的直径：D=

②提出问题并解答：如何测量一个硬币的直径。（辅助法）

测辅助法硬币直径：

③提出问题并解答：如何测量测花坛或操场跑道的长度（累计法）

用已知周长的滚轮沿着待测曲线滚动，记下轮子圈数，可算出曲线长度。

④提出问题并解答：如何测量一条曲线的长度。（化曲为直法）

  测硬币周长：用一纸条紧紧贴绕在硬币侧面，重合的部分用针扎洞，取下纸条测两针孔间的距离即硬币周长。在硬币侧面的某一位置涂上一点颜色，使硬币在纸上滚动一周，纸上就会留下颜色的痕迹，它们之间的距离就是硬币的周长，也可以测出硬币直径求出周长。

（投影出习题，让同学们巩固练习）

（4）时间的测量

    [师]同学们了解的表都有哪些?你认为古代人和现代人测量时间的方法一样吗?

    [生]现在的表的种类很多，如钟表、手表、怀表、小闹钟等。

    [生]也可将表分为石英表、机械表、电子表等。

    [师]大家都同意他们的说法吗?

    [生]他们的分类标准不一样，但是都可以。

    [生]手表、钟表、闹钟都是平时生活中计时用的．还有一种表是在运动会上跑步计时时才用的。叫秒表或停表。

    [师]按照使用人群的不同，我们还可以将表分成儿童用的卡通表、盲人用的盲人表和成人用的各种表：按照安装位置的不同，还能将表分成吊钟、座钟、落地钟等等。同学们说可以吗?

    [师]现在我们的生活中各种各样的表实在是太多了，不论将它们分成多少种、划为多少类，它们都是现代人的计时工具。同学们有没有想过在古代还没有表的时候，人们是如何计时的呢?

    [生]我认为是用太阳或影子计时的。因为我见过老家农村的老奶奶决定干活或做饭都不看表，而是看“日头”或看院子里墙的影子。古代人没有表，可能和她们一样。

    [生]古代人用“燃香”来计时，我听老人们说过“一炷香的功夫”，指的就是烧完一根香的时间。在古装电视剧里也看见过用“火”计时间。

    [生]我认为古代人是用时辰来计时的。

    [生]我在书上看到过古代有水钟。可以用流水来计时。

    [生]网上说最早的计时工具是日晷，是埃及人最先使用的。

    [师]同学们从听到的、看到的、想到的、猜到的，说出了这么多种古代人可能的计时方法。不论对不对，你们都是最棒的。

    [师]今天的计时器——“表”。大家都会用吗?想不想试一试呢?

    (教师将课前准备的闹钟、停表等发给同学，也可以让同学们使用自己的手表)

    [师]请同学们用你们手上的表测量自己写10个字用多少时间，然后介绍你的测量方法。

    [生]我是用自己的手表测量的。在写字前看看是几点了，写完后再看是几点几分，前后两次时间的差，就是我写10个字所用的时间。

    [生]我用小闹钟测量时间，方法和前一位同学相同。

    [师]哪些同学是用秒表测量的，会用吗?谁能给大家讲一讲呢?

    [生]我知道怎么用。秒表有两种，和书上图11.3-2中的一样，一种是机械秒表，一种是电子秒表。机械秒表上有两个按钮，按下中间较大的按钮，表开始走，再按一下表停，表针停在某一位置上，再按下旁边的小按钮，指针就会回到零；大表盘上还有一个小表盘，大表盘上指针转一圈，小表盘上的指针就转过一小格，表示1分。使用前应让两个表针都指零。开始写字的同时按一下中间按钮，写完字的同时再按一下，从表中指引的位置就可以直接读出写10个字所用的时间了。

    [生]电子秒表的使用和机械秒表的使用基本相同，但我认为电子秒表读数更简单。使用机械秒表时，如果测量的时间超过1 min，则需要从小表盘上读出多少分钟，再从大表盘上读出多少秒。而使用电子秒表时，直接读出显示的时间即可。

    [师]大家认为他们讲得清楚吗?老师认为他们非常棒。现在老师给大家介绍一下投影中秒表的读数和用法。

    （老师介绍投影中秒表的用法，并让同学们读数来练习）

    [师]经过练习相信同学们对秒表的读法更加熟练了。现在请拿着秒表的同学和拿着手表及闹钟的同学互相交换，将刚才写过的10个字按相同的速度再重写一次，测量经过的时间，和第一次测量的时间比较。

    [生]我发现按相同的速度写同样的字用秒表测出的时间比用手表测出的时间短。

    [生]我觉得用秒表测出的时间较准。用秒表测量时可以用左手操作秒表，和写字同时开始，同时结束。而用手表测时要先看了表再写字，写完后再看表，所以测出的时间长，并且手表不停走动，也不容易记准时间。

    [师]同学们通过自己比较，一定已经明白了为什么径赛场上和实验中测时间一般用秒表的道理。

    [生]使用秒表测一段时间间隔操作方便也更准确。

    [师]请同学们利用你们手中拿着的表再测量自己一分钟内脉搏跳动的次数。课后放学或上学的路上用脉搏估算需要的时间并和用表测量出来的时间进行比较，看看相差多少，差得多不多。

（5）误差和错误

误差产生的原因：

①跟测量工具的精密程度有关；②跟测量者读取值有关；③与测量方法有关

减小误差的方法：

①采用精确度更高的测量工具；②多次测量求平均值；③运用合理的测量方法。

错误产生的原因：

①不遵守测量仪器的使用规则；②读数、记录结果时粗心。

错误避免的方法：采用正确的测量方法。

(总结本节课内容，引导学生做出知识框架图)

3.    课堂练习

1.      小刚学习了长度测量以后，在分组探究活动中，估计教室里所用课桌的高度约为80 _________（填上合适的长度单位）；然后又用刻度尺测量橡皮擦的长度，如图所示，图中橡皮擦的长度为 _________ cm。

2.我国少部分地区的空气被严重污染，有害物质含量严重超标，其中PM2.5是天气阴霾的主要原因。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5 μm的颗粒物。下列关于PM2.5颗粒物直径的单位换算正确的是（    ）

A．2.5μm=2.5×10-6m       B．2.5μm=2.5×10-5dm

C．2.5 μm=2.5×10-6cm    D．2.5μm= 2.5×10-9m

3.木块A的长度是_________ 厘米。

  4.有一位同学用毫米刻度尺先后四次测量一个物体的长度。测量结果是1.41厘米，1.52厘米，1.42厘米，1.44厘米，根据记录分析，刻度尺的分度值               测量结果有错误的是_________厘米，物体的长度是___________厘米。

5.作业布置

作业第一节“长度和时间的测量”  

五、板书设计

古代人计时工具：日晷、沙漏、漏壶

                                 生活中使用的各种手表、钟表

                现代人的计时工具                         机械表：使用

                                 实验室及赛场常用的停表

                                                         电子表：使用

                           国际单位制：秒（second）。符号“s”

时间的单位

                           秒的定义

              测量的工具：直尺、皮尺、卷尺、游标卡尺、千分尺

                                1km=103m       1dm=10-1m

              长度的单位及换算  1cm=-10-2m     1mm=10-3m

                                1μm=10-6m     1nm=10-9m

                               选：根据测量要求，选择适当量程及分度值的尺子

                               放：刻度尺要与被测对象平行；刻度线紧贴被测物体零刻线与被测对象一端对齐

                               看：视线正对刻度尺刻线，不要斜视

                               读：读数时要估读到分度值的下一位

                               记：记录测量结果要有准确值、估计值和单位

            误差：真实值和测量值之间的差别叫误差

                   误差只能减小，不能消灭