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1、物体的尺度及其测量导学案物体的尺度及其测量导学案21物体的尺度及其测量导学案（十里铺中学）探究目标1 知识与技能知道测量长度和体积的工具；会使用这些工具测量长度和体积；知道测量有误差；误差和错误有区别2 过程与方法经历测物体的长度和体积的过程；体验通过日常经验估测长度的方法3 情感、态度与价值观认识测量长度和体积的工具及其发展变化的过程；培养实事求是、热爱科学的精神1 物质世界的尺度，如图 21-1【例 1】试就你已知的物体从小到大顺序排列图 21-1 物质世界的尺度/思路与技巧物质从微观到宏观其尺度应分别为：夸克（小于10-16） 、质子（10-13） 、原子核（10-10） 、原子（10-
2、8） 、分子（10-10-7） ；西瓜（60） 、地球（128106） 、太阳系、银河系（十万光年） 、宇宙答案夸克、质子、原子核、原子、分子、尘粒、西瓜、地球、太阳系、银河系、宇宙。2 长度（length）的测量（1）常用的测量长度的工具：如图 21-2；图 21-2（2）长度的单位：国际单位是米（eter，简写为） ，常用单位有：千米（） 、分米（d） 、厘米（） 、毫米（） 、微米（） 、纳米（n）它们之间的换算关系：1=103 1d=10-1 1=10-2110-3 110-6 1n10-9说明（1）1983 年国际计算大会规定：米是在内，光在真空中行程的长度；（2）光年是长度单位，用
3、表示天体之间的距离。它等于光在1 年中的行程 1 光年=9461013 正确使用刻度尺的方法一看：测量前根据实际需要选择测量工具，并观察刻度尺的量程、分度值和零刻度线是否磨损；二放：尺要与被测长度重合（或平行） ，且刻度线紧贴被测物体放置，若用零刻度线已磨损的刻度尺，应从看得清楚的某一刻度线开始量；三读：读数时视线应与尺面垂直，并估读到分度值的下一位；四记：记录测量结果时，要写出数字和单位4 测量长度的一些特殊方法普通方法不能直接测量出，可以间接测量间接测量长度的特殊方法很多，常用的有以下几种：（1）累积法：把多个相同的微小量放在一起进行测量，再将测量结果除以被测量的个数，得出被测量值例如：测
4、纸张的厚度、邮票的厚度、硬币的厚度、头发的直径、细铜丝的直径等；（2）替代法：测量某个与被测量相等的量，用以代替对被测量的直接测量例如：测量地图上某条大河的长度、铁路的长度、海岸线的长度等可以用一根弹性不大的柔软丝线与地图上的曲线重合，并在两端点做好记号，然后将丝线拉直，用刻度尺测出两个记号间的距离即可；（3）平移法：当物体的长度不能直接测量时（如球的直径，圆锥体的高等） ，就要想办法把它等值平移到物体的外部，再用刻度尺测量图 21-3 就是平移法在测量硬币直径时的两种应用；图 21-3（4）滚动法：先测出某个轮子的周长，让此轮子在被测曲线上滚动，记录滚动的圈数然后用轮子周长乘以圈数就可得到曲
5、线路径的长度，例如：测操场的长度、两个汽车站间的距离等汽车的计程器就是根据这个原理制成的【例 2】现有一个圆柱形封闭油桶，仅有一个钢卷尺（量程满足测量要求） 、一支粉笔和一个重锤线，不许通过计算，不许打开油桶，要求直接测量出封闭油桶的上、下边缘上两点间的最大直线距离请设计一个试验方案，说明具体方法思路与技巧封闭油桶的上、下边缘上两点间的最大直线距离在油桶内部，但题中要求不许通过计算，不许打开油桶，因此必须把这一待测的距离想办法由桶内平移到桶外，这样就可以用卷尺直接量出它的长度了答案具体方法：（1）油桶直立在水平地面上，用粉笔在地上沿桶底画一个圆（2）将油桶平移至与圆相切的位置，设切点为 P（如
6、图 21-4）图 21-4（3）利用重垂线找出切点 P 正上方桶边缘上的点 Q（4）用卷尺找出过 P 点的圆的直径，确定直径另一点的位置（）利用卷尺直接量出、Q 两点间的距离即为所求误差（1）误差的概念：测量值与被测物体的真实值总会有些差异，这种差异叫误差；（2）产生误差的原因：测量工具不够准确、测量方法不够完善、测量者的观察不够细致等；（3）减小误差的方法：多次测量取平均值；（4）误差和错误的区别：错误是测量方法或原理不正确、违反操作规则等原因造成的，是可以避免的任何测量中的误差是不可避免的，只能选用更精密的测量工具，改进测量方法，认真细心地进行多次测量取平均值才能尽量地减小【例 3】小明在
7、测量一木块长度的实验中，得到如下记录：l11241,l2=1242，l31244，则木块的长度应为，小明所用刻度尺的分度值为 思路与技巧多次测量求平均值能减少误差，三次测量的平均值即为木块的长度因为在记录测量值时最后一位是估计值，求平均值时最后一位也应是估计值，估计值的位数保留多了仍是估计值，并不会变得更准确，所以位数保留多了没有意义木块长度 l=12423=1242 由于 124 是准确值，002 是估计值，即准确到124，则小明所用刻度尺的分度值为 1答案 1242 16 体积的测量（1）体积（vlue）:任何物体都要占据一定的立体空间，也就是具有一定的体积；（2）体积的单位：国际单位是米
8、 3（3）常用单位：分米3（d3） 、厘米 3(3)、毫米 3(3)、升（L） 、毫升（L） ，其换算关系如下：1d3=10-33 13=10-63 1310-93 ILld3 1L=13（3）测量物体体积的方法：图 21-说明使用量筒或量杯测体积时，视线要与凹形水面的底相平，或与凸形水银面的顶相平【例 4】有一次，爱迪生把一只灯泡（还没有制成成品）交给他的助手阿普顿，让他计算出这只灯泡的容积是多少，阿普顿是普林斯顿大学数学系的毕业生，又去德国深造了一年，数学程度相当不错，他拿着这只梨形的灯泡，打量了好半天，又特地找皮尺，上下量了尺寸，画了剖视图、立体图，还列了一道又一道的算式一个小时过去了，
9、爱迪生着急了，走近一看，哎哟，在阿普顿面前，好几张白纸上写满了密密麻麻的算式爱迪生微笑着说，何必这么复杂呢？然后告诉了阿普顿测量的方法，阿普顿恍然大悟，不到一分钟就测出了灯泡的容积，你知道爱迪生测灯泡的方法吗？思路与技巧灯泡的形状不规则，很难直接计算出灯泡的容积可转换成测量水的体积，即可间接地测量出灯泡的容积答案爱迪生测量灯泡的容积方法是：把水装满在这只灯泡里，再把水倒在量杯或量筒里量出水的体积，则水的体积就是灯泡的容积探究体验收集资料图 21-6 是长度阶梯的一部分请查阅相关资料将其余部分补上并把原子、分子、人的身高、珠穆朗玛峰的高度、地球的直径、月球距离等相关的典型尺度标记在线旁（I946
10、101）图 21-6分析与结论和其他同学交流讨论一下，还有哪些表示长度阶梯的方法？探究点拨用不同的方法进行物理量比较是科学方法的体现，不同的内容应选择最直观的方法聊天室话题：有趣的人体尺度胖胖：老师，公安员和考古学家能根据脚印的长度确定一个人的身高，是不是人的脚印长度与身高存在某种关系呢？老师：人体各部分的尺度间有着特殊的规律一般情况下，一个人手腕的周长恰恰是他脖子周长的一半。两臂平伸的长度正好等于身高，大腿正面厚度和他的脸宽差不多，肩膀最宽处约等于身高的，成年人的身高大约等于头长的 8 倍或 7 倍拳头的周长与脚底的长很接近，所以买袜子的时候只要把袜底在自己拳头上绕一下，就知道是否合适了用尺
11、去量一下，你还能一发现什么规律？然后请教美术老师，画人体时应注意什么问题？图 21-7快乐套餐1 小明发现周围同学在测长度时，刻度尺放置的位置有以下几种（图 21-8）请你判断哪些是正确的（）图 21-82 在使用刻度尺测量物体长度时，下列说法中正确的是（）A 若刻度尺的零刻度线已磨损，则不能测出准确结果B 读数时，估读的数位越多越准确用多次测量求平均值的方法能减小误差D 只要方法正确，认真测量，误差是可以避免的3 要测量 1 分硬币的厚度，使测量结果的误差较小，下列方法中最佳的方法是（）A 用刻度尺仔细地测量硬币的厚度B 用刻度尺多次测量硬币的厚度，求平均值用刻度尺多次测出 10 个 1 分
12、硬币叠起的总厚度，求平均值，再除以 10D 用刻度尺测出 10 个 1 分硬币叠起的总厚度，再除以 10，求得 1 个硬币的厚度4 四位同学分别用一把分度值是 1 的刻度尺，先后测量物理本的长度，下列测量结果中，记录正确的是（）A282 B282d 281 D2816量筒做得细而高，不做成粗面矮的形状，这主要是因为（）A 实验中，细高的量筒便于操作B 细高的量筒可以做出相对较大的底座，增加稳度细高的量筒与粗矮的量筒相比，相应的刻度间隔较大，便于准确地读数D 粗矮量筒中的液体较多，需用较厚的玻璃，因而不便读数6 一般情况下，初三学生一扌乍（如图所示）的长度约是（）A8 B18 38 D487 按
13、照物质世界主要物体的大致尺度从小到大顺序，排列正确的是（）A 原子核、夸克、原子、分子、生物体、地球、太阳系、银河系B 原子核、夸克、原子、分子、生物体、地球、银河系、太阳系夸克、原子核、原子、分子、生物体、地球、银河系、太阳系D 夸克、原子核、原子、分子、生物体、地球、太阳系、银河系8 实验前，小明和同学们跃跃欲试，都想要测出最准确的数据小马说：”我只要认真按老师要求去做，就不会有实验误差”小明说：”我只要测量方法正确了就不会产生实验误差”小华说：”我只要遵守操作规则就不会产生实验误差”小灵说：”我对同一个量多测几次，求出它们的平均值，就不会有误差了”小高说：”你们这样只能减少实验误差，不可
14、能没有误差，即使老师测量也会有误差”你认为 9”采用最新技术制成的纳米机器人小得像跳蚤一样”， ”离太阳系最近的恒星比邻星距我们约 43 光年”，这里所说的”纳米”、 ”光年”都是的单位世界最高峰珠穆朗玛峰经我国专家测量改为 884813，通过公布的这一数据可以判断测量的精确度达到 10 如图 21-9 所示是测量乒乓球直径的一种方法，其中的乒乓球是第 46 届”世乒赛”使用的”大球”，它的直径是 ，合 11 如图 21-10 中的螺丝全长为 图 21-9 图 21-1012 英制单位有英寸（吋） 、英尺（呎） 、码、英里（哩） 、海里（涅）l 码=3 呎=09 144，l 呎=12 吋=03
15、048，1 吋=24 电视机屏幕的大小是用”吋”表示的请问：你家的彩电是多大？，合 13 郑州到上海的铁路线如图 21-11 所示，此图按实际尺寸缩小了 20 000 000 倍用细线沿图上铁路线截取相同长度的一段，拉直后的长如图 21-11 中 AB 所示，请用具盒中刻度尺（或三角板）量出图上郑州到上海的直线距离为 ，则郑州到上海的实际直线距离为 图 21-11 图 21-1214 小红家上月日自水表读数为 344 3，本月日自水表指针的位置如图 21-12 所示，这时水表示数为 3，所以一个月她家用去 3（读到 3 即可）若每立方米水 08 元，则小红家这个月应交水费元1 三位同学在用量筒
16、测液体体积时，读数情况如图 21-12 所示，其中同学读数正确，量筒中液体体积为 L16 观察图 21-13：图 21-13（1）看一看；判断下列问题：图 a、图 b 中的两条线段 AB、D 哪条长？图中的线段 AB 长，还是 A 长？图 d 中三条线段 AB、D、EF，哪条最长？哪条最短？图 e 中 PN 和 PQ 平行吗？图 f 中的 N，PQ 是直线吗？图 g 中，方框的四边形是直线吗？（2）测一测：然后比较你的目测结果正确吗？17 小明同学买了一盒自动铅笔用的笔芯，但包装盒上注明的笔芯直径看不清楚了，小明想用实验方法测出笔芯的直径，他只有分度值是 1 的三角板一块，小明能否测出笔芯的直径？如果能，请写出实验步骤如果不能，请说明理由参考答案1 2 3 4A 6B 7D 8 正确的操作可减少误差，避免错误；实验中绝对精确是不可实现的 9 长度；分米 1040；0040 1140 12413；826 1336；12 14 乙；60 1 略 16 略 17 能；把铅笔芯紧密排列在桌面上；用三角板测出排列的长度 L；数出所列铅笔芯
