1、長度和時間的測量一、教學(xué)內(nèi)容分析物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，而測量是各種實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。學(xué)生了解一些測量的初步知識，掌握一些測量的基本技能，是他們學(xué)習(xí)物理的必要準(zhǔn)備。本節(jié)介紹的長度和時間的測量是最基本的測量。本節(jié)內(nèi)容由“長度的單位”“長度的測量”和“時間的測量”三部分內(nèi)容組成。教材首先說明測量的重要性、測量單位的意義，統(tǒng)一測量單位的道理，并引出國際單位制。接著介紹長度的單位，以及它們的換算關(guān)系。再介紹常用的測量工具，最后通過實(shí)驗(yàn)活動使用刻度尺和計(jì)時工具。按照課標(biāo)要求，本節(jié)應(yīng)讓學(xué)生通過對長度和時間這兩個物理量的了解，了解國際單位制并學(xué)會基本的測量方法。使學(xué)生懂得人的直覺有時不可靠，要對物體的某些

2、情況進(jìn)行定量的描述，必須用儀器來測量。本節(jié)的重點(diǎn)是長度的單位、長度的測量。其中測量長度單位概念的具體化和測量中的讀數(shù)是難點(diǎn)。二、重難點(diǎn)突破1長度的單位突破建議：長度和時間的測量是物理學(xué)和技術(shù)中最基本的測量，通過實(shí)驗(yàn)活動讓學(xué)生了解一些測量的初步知識，掌握一些測量的基本技能。剛開始學(xué)物理的初中學(xué)生，缺乏定量研究自然現(xiàn)象的經(jīng)驗(yàn)，對測量的重要性缺乏認(rèn)識，使學(xué)生了解測量的必要性是這部分內(nèi)容首先要解決的問題?？梢越Y(jié)合課本給出的兩張圖，讓學(xué)生先觀察發(fā)表意見，然后再測量，認(rèn)識到人的感覺并不總是可靠的，從而引出使用測量工具或儀器進(jìn)行測量的必要性。人們要認(rèn)識事物，就要對事物進(jìn)行比較，測量的本質(zhì)就是一種比較，沒有比

3、較就不存在測量。要比較就必須有一個大家公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，這個標(biāo)準(zhǔn)就是單位，測量任何物理量首先必須規(guī)定它的單位。在此基礎(chǔ)上引出國際單位制的概念，有了小學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，可以讓學(xué)生說出在國際單位制中長度的基本單位及國際上通用的符號，讓學(xué)生明白這個符號就是英文單詞的第一個字母。物理量的名稱和符號，物理量的單位的名稱和符號，是學(xué)習(xí)物理過程中經(jīng)常遇到的問題，許多學(xué)生常把它們搞混淆，一開始就要讓學(xué)生搞清楚。建議按下面的形式讓學(xué)生記憶（英文單詞不必記憶，主要是了解第一個字母）：長度（length）l米（metre）m；時間（time）t秒（second）s。還要知道長度的其他單位名稱及符號：千米（km）、分米（dm）

4、、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（m）、納米（nm），記住它們間的大小和換算關(guān)系。對于長度各單位要有具體的感知。可以讓學(xué)生不借助于刻度尺在地上或紙上分別畫出線段，讓線段長約為1米（m）、1分米（dm）、1厘米（cm）、1毫米（mm），增強(qiáng)學(xué)生對不同單位的感知能力，這樣也為估算常見物體的長度打下基礎(chǔ)。這里1微米（m）和1納米（nm）是兩個新的單位，學(xué)生以前沒有接觸過，可以讓學(xué)生這樣了解：把1米分成1000份，每一份是1毫米，1毫米人眼可見；把1毫米分成1000份，每一份是1微米，1微米人眼看不到了，借助于光學(xué)顯微鏡可以看到；把1微米分成1000份，每一份是1納米，1納米借助于光學(xué)顯微鏡也看不到

5、，必須借助于電子顯微鏡。PM25、納米技術(shù)等名詞學(xué)生在生活中可能已經(jīng)接觸到，教師可以結(jié)合微米、納米對它們再進(jìn)行介紹。在日常生活中，我們經(jīng)常要對物體的長度進(jìn)行估測。如一張紙的厚度約為75微米，課桌高度約075米，教室高約4米。成年人走兩步的距離約15米，據(jù)此可估算教室的長度，學(xué)校操場的長和寬。了解人身上一些部位的長度，如握拳時，拳頭寬度約1分米，指甲蓋寬度約1厘米，眼睛瞇成一條縫的寬度約1毫米。張開手掌，大拇指指尖到中指指尖（即一拃）的長度約20厘米，據(jù)此可以估算物理課本的長度，課桌的長和寬。2長度的測量突破建議：學(xué)生在日常生活中對有關(guān)長度測量的內(nèi)容已經(jīng)有一些感性認(rèn)識，但實(shí)際操作少，且生活中的測

6、量常常比較粗略，不夠規(guī)范，不符合精確測量的要求。要從訓(xùn)練學(xué)生規(guī)范地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作開始，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。關(guān)于觀察刻度尺，提出以下觀察任務(wù)讓學(xué)生觀察思考：（1）學(xué)生常用的是塑料刻度尺，找出它的零刻度線、最大刻度對應(yīng)的刻度線、相鄰的兩條刻度線代表的長度。（2）根據(jù)觀察發(fā)現(xiàn)刻度尺的零刻度線與尺子的左端有一點(diǎn)點(diǎn)距離。尺面上的最大刻度對應(yīng)的刻度線也不在尺子最右端，也是有一點(diǎn)點(diǎn)距離。這是為什么呢？（使用過程中尺子的兩端容易磨損，如果不是這樣，刻度尺使用時間長了，零刻度線和最大值的刻度線會磨損掉，不便于測量）（3）觀察刻度尺上的數(shù)字和刻度線，它是刻在尺面的前面還是后面？這樣做的目的是什么？（數(shù)字和刻度線

7、刻在尺面的后方，目的是測量時使刻度線緊靠被測物體，測量準(zhǔn)確）（4）有同學(xué)說刻度尺上面的刻度線這么細(xì)，不便于觀察，要是能粗些不是更好嗎？他的說法是否正確？（不正確?？潭染€越粗，測量的數(shù)值越不準(zhǔn)確）關(guān)于精確測量為什么要估讀和怎樣估讀，可以結(jié)合類似下面的例子進(jìn)行。日常生活中許多同學(xué)都進(jìn)行過長度測量，如圖1中，學(xué)生容易讀出小木塊的長度為15cm。如果問：小木塊的長度正好是15cm，不多也不少嗎？學(xué)生會認(rèn)識到小木塊長度在14cm至15cm之間，但更接近于15cm，即小木塊長度在145cm至15cm之間更準(zhǔn)確。那么小木塊長度應(yīng)是多少呢？若你認(rèn)為小木塊的右邊線在刻度尺的145cm至15cm之間更靠近的15c

8、m刻度線，則小木塊長度可記為148cm或149cm。這里記錄小木塊長度的三個數(shù)據(jù)中的最后一位數(shù)字都是通過估計(jì)讀取的，稱為估讀數(shù)。前面的數(shù)字都是準(zhǔn)確數(shù)?？梢姡舭研∧緣K長度記為15cm，我們只能得出這樣一個判斷：小木塊的長度不一定正好是15cm，可能小于15cm，也可能大于15cm，比15cm小多少，大多少我們無法知道。而把小木塊長度記為148cm或149cm，則可使我們認(rèn)識到小木塊的長度比15cm略小些，不會小于145cm。顯然，后一記錄數(shù)值更符合實(shí)際，因而更精確。所以，估讀能使測量數(shù)據(jù)更精確，這正是估讀的意義所在。精確測量規(guī)定：要估讀到最小分度值的下一位。前面也告訴了學(xué)生估讀的方法：先看清被

9、測物體的另一邊線在刻度尺的哪兩個刻線之間，記下準(zhǔn)確數(shù)，再注意一下是不是超過最小分度值的一半，就可確定估讀數(shù)了（這也叫“中點(diǎn)助讀法”）。對同學(xué)們來說，碰到估讀為0的情況頗為頭疼：搞不準(zhǔn)究竟有幾個0。掌握下面這個方法就不難了：以刻度尺的最小分度值為單位來讀，這樣小數(shù)點(diǎn)后面就只有一位數(shù)（這一位便是估讀數(shù)）。現(xiàn)結(jié)合圖2、圖3來說明。圖2中，刻度尺的最小分度值為1mm，以mm為單位，物體的右邊線恰好對準(zhǔn)17mm的刻線，此時估讀數(shù)為0，物體長度記為170mm。若記錄結(jié)果要求以cm為單位，則再將170mm寫成170cm就可以了。圖3中，物體右邊線恰好對準(zhǔn)20mm的刻度線，按照以上方法，先記為200mm，再根

10、據(jù)記錄單位的要求，可變?yōu)?00cm或0200dm，甚至00200m。思考：把200cm寫成20cm或?qū)懗?cm，反映所用刻度尺的最小分度值相同嗎？反映測量的準(zhǔn)確程度相同嗎？關(guān)于測量誤差，可以結(jié)合學(xué)生的測量數(shù)據(jù)，指出由于測量時要進(jìn)行估讀，不能保證每次讀出的數(shù)據(jù)都完全相同。通過交流、討論，教師應(yīng)向?qū)W生說明：這種情況是正常的，我們沒有證據(jù)說某個人或某次的測量更精確。據(jù)此提出誤差的概念，由于測量中估讀值有時偏大，有時偏小，根據(jù)這一特點(diǎn)，多次測量取平均值，可減小誤差，但不可能消除誤差。3時間的測量突破建議：指導(dǎo)學(xué)生觀察教材中展示的各種計(jì)時儀器，說出它們的分度值，引出時間單位及換算。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生閱讀停表使用說明書，