第三节 长度 、 时间及其测量

教学目标

一、知识与技能

1. 会使用适当的工具测量时间和长度。

2. 知道测量有误差，误差和错误有区别。

二、过程与方法

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。

三、情感、态度与价值观

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。

教学重点： 使用适当工具测量时间和长度。

教学难点：误差的产生。误差与错误的区别。

教学过程

一、引入新课

速度的计算公式是怎样的？要计算速度必须知道什么量？怎样利用公路上的里程碑大致测出汽车的速度？必须要测出相应的时间，看来测量时间对于生活和科学研究非常重要这节课我们就一起来研究如何准确地测量时间。

二、新课学习

（一）时间的测量

1. 计时工具

教师概括介绍计时工具的发展变化过程。在古代，人们用日晷、沙漏等器具来计时。 16 世纪后，欧洲出现了有重锤的摆钟，近代机械式钟表就是在它的基础上发展起来的。现代利用石英晶体制成了稳定、轻巧、方便的电子钟表，它们一天的偏差不超过 0.5 秒。目前最准确的计时装置是天文台使用的原子钟， 30 万年的偏差只有 1 秒。让学生看课文了解古代和现代的几种计时工具。

学生交流课外收集的有关古代人和现代人测量时间的工具、测量方法？

简要介绍日晷、沙漏计时原理：

日晷（ gu ǐ ）：在太阳照射下垂直于日晷圆盘上的杆在圆盘上形成影，随太阳升降运动，不同时刻在日晷上影子的位置不同，在日晷上对应位置标上对应的时刻，就可以用来计时了；②沙漏：沙漏上方容器的沙子以相同的时间间隔向下方的容器漏下相同数量的沙子，根据漏下的沙量计时。

2. 时间单位

复习学过的时间单位及单位间进制率。

了解在国际单位制中时间的单位是秒，了解“秒”的准确定义： 铯 原子振动 9192631770 次所需的时间定义为 1s 。

认识时间单位的符号：小时 (h) 、分 (min) 、秒 (s) 。

3. 停表的使用： 练习使用停表的方法；利用停表测量自己一分钟内脉搏跳动的次数，然后用脉搏估算一段时间；用绳子绑住一支笔做成一个摆，测量摆摆动一个来回所用的时间。

（二）长度的测量

了解了国际单位制，我们知道不只是时间有国际单位，长度也有国际单位，接下来，我们一起来研究长度的测量，了解长度的单位。

1. 常用的长度测量工具

（ 1 ）让学生说出所知道的长度测量工具如刻度尺等，然后教师出示一些常用的测量工具 ( 刻度尺、卷尺、游标卡尺、螺旋测微器 ) 让学生观察。

（ 2 ）让学生找出身体的哪些部位可以 做为 “尺”。

①伸开手掌，从大拇指到中指指尖的距离，称为“一柞”。

②伸开两臂的长度，大约等于身高；人步行时，平均一步的长度；某一个手指的宽度等。

2. 长度的单位

（ 1 ）复习学过的长度单位及单位间进率。了解长度单位还有微米、纳米等。

（ 2 ）阅读课文了解在国际单位制中长度的单位是米。了解“米”的准确定义：光在真空中 1/299792458s 内所经路径的长度定义为 1 米 。

（ 3 ）认识长度单位的符号及单位间进率。

米 (m) 、千米 (km) 、 分米 ( dm) 、 厘米 ( cm) 、毫米 (mm) 、 微米 ( μ m) 、纳米 (nm)

1km = 1000m= 10 ³ m;       1dm= 0.1m=10 ^-1 m;             1cm= 0.01m=10 ^-2 m;

1mm = 0.001m=10 ^-3 m      1 μ m= 0.000001m=10 ^-6 m;        1nm= 0.000000001m=10 ^-9 m

3. 阅读课文了解一些物体的长度或物体间的距离。

4. 刻度尺的使用： 应做到刻度尺要放正，要紧靠被测物体；读数时视线要 与尺面垂直 ； 要估读到 分度值的下一位数；多次测量取平均值。

5. 学生分组实验。

（ 1 ）测量物理课本的宽度

（ 2 ）测量硬币的直径、硬币的周长。探究：不能直接用刻度尺放在硬币下进行测量，直径的位置难以判断，会使测量不准确。只能用间接的方法进行测量。

方法 1( 卡尺法 ) ：如左图所示，用直尺和三角板把硬币紧压在桌面边缘；借助两把三角板和一把刻度尺来进行测量。或用一只三角板和一把刻度尺，如右图，用两把三角板紧夹住硬币， 均可从刻度尺上读出硬币的直径 d 。根据公式 L= л d 求出硬币的周长。

方法 2( 滚轮法 ) ：在纸面上画一条直线，让硬币从某个记号开始，在纸面上沿直线滚动 n 周记下终点。测出线段长度 s ，先求出每周的周长 L=s/n ，再利用 L= л d 求出硬币的直径 d=s/n л。

方法 3 （替换法 ) ：把硬币放在纸上，贴着边缘用笔画上一圈，再剪下对折，然后用刻度尺直接测量圆的 d ，即为硬币的直径。根据公式 L= л d 求出硬币的周长。

方法 4( 化曲为直法 ) ：拿 一 纸条紧贴着硬币边包几圈，用 一 大头针在纸条上扎穿一个孔，然后将纸条展开平放，用刻度尺测出相邻孔间的距离 L ，就是硬币的周长。根据公式 d=L/ л求出硬币的直径。

（ 3 ）测量一页纸的厚度，探究：纸的厚度为 10 -4m, 用毫米刻度尺测不出一页纸的厚度，也测不出二页纸厚度，但是能测出上百页纸的厚度，而一页纸的厚度只要把测出的厚度除以总张数就可以求出了。

( 以 多测少法 ) 测量时取若干页纸 ( 纸的页数要足够多 ) ，压紧后，用最小刻度为毫米的刻度尺量出其总厚度 L ，然后将总厚度除以纸的页数 n ，求出每页纸的厚度 l=L/n 。

（ 4 ）测量细铜丝的直径，测量道理与测量一页纸的厚度相同 ( 以 多测少法 ) 。

测量方法：找一支圆铅笔，把细铜丝捋直，将金属丝在铅笔上依次密 绕适当 的圈数 n ，用有毫米刻度的刻度尺量出这个线圈的长度 l ，再将 线圈长除以 圈数所得的商就是金属丝的直径 d=l/n 。

总结得出刻度尺的正确使用方法：刻度尺要贴近被测物体；刻度尺要跟所测物体的长度平行；读数时视线要 与尺面垂直 ；读数 时要估读到 分度值的下一位。

测量结果 = 数字 + 单位

（三）误差

任何实验测量结果不可能是绝对准确的，由于受所用的仪器和测量方法的限制，如在测量长度实验中，有的同学读刻度尺示数可能估计得偏大一些，而有的同学估计的可能小一些，而一个物体它的真实长度总是一定的，这个真实的长度叫做真实值，所以测量值和真实值之间必然存在差异，测量值和真实值之间的差异叫做误差。

由于仪器本身不可能做的非常精确，实验者对实验的观察总会有偏差，因此误差总是存在的，不能消灭，但尽量减小误差。

错误与误差不同：错误是指不按实验、操作的有关规定的做法。是不正确的测量方法产生的，所以只要严格按要求去做，错误是可以避免的，而误差是不可避免的。

减小误差的方法：多次测量的平均值 会更接近真实值，误差较小。

误差：测量值与真实值之间总会有差别，这种差别就是误差。

错误：由于不遵守测量仪器的使用规则，或读取、记录测量结果时粗心等原因造成的。

两者区别：误差不能消除，但可以减小，例如多测量几次。

错误可以消除。

三、小结

1 ．时间的测量：时间的单位、测量时间的工具、停表及手表的正确使用。

2 ．长度的测量：长度的单位及换算关系，正确使用刻度尺测长度、误差。

四、板书

第三节 时间和长度的测量

一、时间的测量

1. 常用测量工具

2. 长度单位

二、长度的测量

1. 常用测量工具

2. 长度单位

三、误差

误差：测量值与真实值之间总会有差别，这种差别就是误差。

错误：由于不遵守测量仪器的使用规则，或读取、记录测量结果时粗心等原因造成的。

两者区别：误差不能消除，但可以减小，例如多测量几次。

错误可以消除。