第1节 长度和时间的测量（备课讲义）（解析版）

第一章机械运动第1节长度和时间的测量【知识梳理】知识点一、长度的单位及测量1、长度的单位及其换算关系①国际单位：米常用单位：千米、分米、厘米、毫米、微米、纳米②单位符号及换算千米(km)米(m)分米(dm)厘米(cm)毫米(mm)微米(μm)纳米(nm)1km=1000m=103m1m=10dm=100cm=1000mm=103mm1mm=103μm1μm=1000nm=103nm2、测量工具：①刻度尺(最常用)；②精密仪器：游标卡尺，激光测距仪。3、刻度尺的正确使用：①看：看清刻度尺零刻度线是否磨损；看清测量范围(量程)；看清分度值(决定了测量的精确程度)。②选：根据测量要求选择适当分度值和量程的刻度尺；③放：刻度尺的刻度线紧靠被测长度且与被测长度平行，刻度尺的零刻度线或某一整数刻度线与被测长度起始端对齐；④读：读数时视线要正对刻度尺且与尺面垂直；要估读到分度值的下一位；⑤记：记录结果应包括数字和单位，一个正确的测量结果包括三部分，准确值、估计值和单位。注意：测量长度的几种特殊方法对于无法直接测量的长度，需要采用特殊方法。1、化曲为直法(棉线法)测量曲线长度时，可让无伸缩性的棉线与曲线完全重合，作好两端的记号，然后把线轻轻拉直，用刻度尺测量出长度，就等于曲线的长度。2、累积法：对于无法直接测量的微小量的长度，可以把数个相同的微小量叠放在一起测量，再将测量结果除以被测量的个数，就可得到一个微小量的长度。3、滚轮法：用已知周长的滚轮在待测的较长的直线或曲线上滚动，记下滚动的圈数，则被测路段的长度等于圈数乘以周长，例如测量池塘的周长，某段道路的长度等。知识点二、时间的单位及测量时间的单位：国际单位是秒(s)，常用的时间单位还有时(h)分(min)毫秒(ms)，它们之间的换算关系是，1h=60min，1min=60s，1h=3600s，1s=1000ms。2、时间的测量工具：(1)在物理实验中常用停表来计时(2)使用机械停表测量时间应该注意：使用停表先按动启动按钮，停表开始计时，再按停止按钮停表即停止，显示时间间隔。（3）古代有日晷、沙漏、水钟等。近代有机械钟、石英钟，现在有电子表、光电计时器。知识点三、误差1、概念：误差与错误测量值和真实值之间的偏差叫做测量误差，简称误差。2、误差和错误：（1）误差：测量方法、测量工具、测量环境和测量者的不同，都会影响测量结果，所以误差是不可避免的。减小误差的方法：可以通过选用精密仪器，改进测量方法来减小误差，而多次测量求平均值是我们实验室做实验时常常采用的减小误差的方法。（2）错误：因不遵守测量仪器的使用规则，测量方法错误。错误是不该发生的，采用正确的测量方法便可以避免；错误不叫误差，误差也不是错误。【典型例题】类型一：长度测量例1.如图是用刻度尺测长度的实验，所记录的测量结果正确的是（）A．5.7cm B．5.65cm C．3.65cm D．3.6cm【分析】（1）使用刻度尺测量物体长度之前，要明确其零刻线、量程和分度值；（2）刻度尺上最小的一格代表的长度是此刻度尺的分度值；使用刻度尺测量物体长度时，测量结果要估读到分度值的下一位。【解答】解：由图知，在刻度尺的1cm之间有10个小格，所以一个小格代表1mm，即该刻度尺的分度值为1mm；测量时起始端从2.00cm开始，把2.00cm处当作“0”刻度，右侧示数为5.65cm，减去2.00cm即为物体长度，所以物体的长度为5.65cm﹣2.00cm＝3.65cm。故选：C。【变式】如图所示，木块的长度为cm。【分析】使用刻度尺时要明确其分度值，起始端从0开始，读出末端刻度值，就是物体的长度；起始端没有从0刻度线开始的，要以某一刻度线为起点，读出末端刻度值，减去起始端所对刻度值即为物体长度，注意刻度尺要估读到分度值的下一位。【解答】解：刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm＝1mm，即此刻度尺的分度值为1mm；物体左侧与1.00cm对齐，右侧与3.70cm对齐，所以物体的长度为3.70cm﹣1.00cm＝2.70cm。故答案为：2.70。例2.如图所示，用刻度尺测量画笔的长度，测量方法正确的是（）A． B． C． D．【分析】刻度尺的使用规则：①刻度尺要与被测部分对齐；②让刻度尺有刻度的一面紧贴被测部分，测量的始端与0刻度线对齐，如果0刻度线磨损，可以与其它整格刻线对齐，测量结果要减去前面的数值；③读数时视线要与尺面垂直；④读数时结果要估读到分度值的下一位；⑤记录数据要写单位。【解答】解：A、铅笔没有紧靠刻度尺有刻线的一侧，故A错误；B、铅笔没有水平靠近刻度线，故B错误；C、铅笔左侧与刻度尺0刻度线对齐，并且紧靠刻线，故C正确；D、铅笔左侧没有与0刻度线或其它整格刻线对齐，故D错误。故选：C。【变式】下列是对测量物体长度时使用刻度尺的几种情况分析，其中使用方法正确的是（）A．刻度线没有紧贴被测物体 B．刻度尺没有放正 C．读数时，视线没有与刻度尺面垂直 D．物体边缘没有对齐零刻度线【分析】刻度尺的使用规则：（1）首先要了解刻度尺：①量程是多少；②零刻度是否磨损；③分度值是多少；（2）使用时：①刻度尺要与被测部分对齐；②让刻度尺有刻度的一面紧贴被测部分，测量的始端与0刻度线对齐，如果0刻度线磨损，可以与其它整格刻线对齐，测量结果要减去前面的数值；③读数时视线要与尺面垂直；④读数时结果要估读到分度值的下一位；⑤记录数据要写单位。【解答】解：A、测量时，让刻度尺有刻度的一面紧贴被测部分，故A错误；B、使用时刻度尺要与被测部分对齐，不要歪斜，故B错误；C、读数时视线要与尺面垂直，故C错误；D、如果0刻度线磨损，测量的始端可以与其它整格刻线对齐，测量结果要减去前面的数值，故D正确。故选：D。例3.冰壶运动是冬奥会比赛项目之一。请你根据图片提供的信息，估测图中冰壶的高度。下列数据最接近实际的是（）A．11mm B．11cm C．22mm D．22cm【分析】此题考查对生活中常见物体长度的估测，结合对生活的了解和对长度单位及其进率的认识，找出符合生活实际的答案。【解答】解：成年人拳头宽度约8cm，由图知，冰壶高度略大于此数值，所以在11cm左右。故选：B。【变式】如图是某单位组织党日活动时的合影，根据照片信息可判断出他们所用党旗的规格是（）A．长96cm，宽64cm B．长144cm，宽96cm C．长192cm，宽128cm D．长288cm，宽192cm【分析】此题考查对生活中常见物体长度的估测，结合对生活的了解和对长度单位及其进率的认识，找出符合生活实际的答案。【解答】解：成年人的身高在170cm左右。由图知，党旗的长度略大于身高，宽度略小于身高，所以分别在192cm，宽128cm左右。故选：C。类型二：时间的测量例4．如图所示，秒表的读数为247.5s。【分析】秒表的中间的表盘代表分钟，周围的大表盘代表秒，秒表读数是两个表盘的示数之和。【解答】解：在秒表的中间表盘上，1min中间有两个小格，所以一个小格代表0.5min，所以分针指示的时间为4min；在秒表的大表盘上，秒针走一圈的时间为30s，1s分为10个小格，则一个小格代表0.1s，分钟表盘没有过半，所以秒针示数不可能大余30秒，指针在7.5s处，所以秒针指示的时间为7.5s，即秒表的读数4min7.5s＝247.5s。故答案为：247.5。【变式】如图所示是某同学在体能测试中跑上20m高的楼梯所用的时间，其读数为99.9s。【分析】秒表的中间的表盘代表分钟，周围的大表盘代表秒，