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人教版八年级上册物理《长度和时间的测量》教案
教学目标
1.1 知识与技能：
能根据日常经验估测长度，能正确使用刻度尺测长度。能根据常见的周期现象估测时间，能使用秒表、手表测量时间。
知道测量有误差。了解误差和错误的区别。
了解计量长度和时间的工具及其发展变化的过程。
1.2过程与方法 ：
通过具体的测量活动对常见物体的尺度和时间段有大致的了解，对长度和时间单位大小形成具体概念。
通过实际测量活动使学生正确使用刻度尺测量长度，使用计时工具测量时间。
1.3 情感态度与价值观 ：
结合长度和时间的测量，培养学生观察、实验的兴趣和习惯，养成认真细心、实事求是的科学态度。
通过根据日常经验估测长度和时间，体会物理与生活的联系，进一步激发学习物理的兴趣。
教学重难点
2.1 教学重点
长度的单位、长度的测量。
2.2 教学难点
测量长度单位概念的具体化和测量中的读数。
教学工具
多媒体设备
教学过程
6.1 引入新课
【师】看下图，同学们觉得中心的两个圆面积一样大吗?
【生】不一样大。
【师】凭感觉看，是不一样大，那么大家拿出手头的尺子或者选择一根绳子作为参照物，来测量测量两个圆的大小。
【生】两个圆原来是一样大的。
6.2 新知介绍
一、长度的单位
【师】在之前的学习中，我们学习了长度的单位——米，也学习了米的相关进率。
下面我们来总结：
在国际单位制中长度的单位是米，符号为m，常用长度单位还有千米(符号为km)、分米(符号为dm)、厘米(符号为cm)、毫米(符号为mm)、微米(符号为μm)、纳米(符号为nm)。它们同米的换算关系为：
1km=1000m=103m;
1dm=0.1m=10-1m;
25px=0.01m=10-2m;
1mm=0.001m=10-3m;
1μm=0.000001m=10-6m;
1nm=0.000000001m=10-9m
【师】下面是小亮同学做的长度单位换算的几个算式，请指出他在换算过程中的错误，并写出正确的算式。
5.2m=5.2m×100=13000px
【生】5.2m=5.2×2500px=13000px
【师】对，进行单位换算时，正确的格式是数字不变，把相应的单位作等量代换。
二、长度的测量
常用的长度测量工具：
【师】从这幅图里可以看到，我们熟悉的常用的直尺，其零刻度线在左端(离最左端边缘有一小段距离)，没有磨损，它的量程为0～200px，也就是说它最多能测200px的长度，它的分度值(最小刻度)是0.25px。
【师】
使用刻度尺的方法：
师：首先请同学们测量一下物理课本的长度和宽度，在测量过程中总结一下使用刻度尺的方法。
A：使用前：
要观察刻度尺的零刻度线(在哪里，是否磨损)，量程(测量范围)和分度值(两条相邻的最小刻度线间的距离，它决定着刻度尺的准确程度)。
B：使用中：
刻度尺要放正，使刻度线紧贴被测物体。
读数时，视线与尺面垂直。liuxue86.com
要估读到分度值的下一位。
记录时，结果应包括读数和单位两部分。
对于较厚的刻度尺，应使刻度线贴近被测物体(如图丙所示)。零刻度线磨损时，要从其他清晰整数刻度线作为起始刻度测起，测量结果应该等于读出的刻度值减去作为起始的刻度值(如下图所示)。
读数：视线要正对刻度线(如下图所示);除读出分度值以上的准确值外，还要估读出分度值的下一位数值(估读值)。图中铅笔长度为69.5mm，其中69mm是准确值，0.5mm是估读值。
4.记，指记录。记录测量结果应包括数值和单位。
【师】下图中木块长度是多少?
【生】答：2.1925px。
测量误差
【师】在刚才的测量过程中，我们发现大家的测量结果有稍微的差别，但是我们的测量方法却都是正确的。之所以有差别的存在，是因为我们最后需要进行估读，估读就难免有大有小。这就形成了误差。
误差：(测量值与真实值之间的差异)
【师】我们不能消灭误差，但应尽量减少误差。
减少误差的方法：
多次测量求平均值;选用精密的测量工具;改进测量方法。
误差不是错误。测量错误是由于不遵守测量仪器的使用规则、读数时粗心造成的，是不该发生的，是能够避免的。
【例题】如图所示，用刻度尺测量一木块的长度，测量的结果是( )
A.46.25px
B.96.25px
C.19mm
D.47.5px
【分析】使用刻度尺测量物体长度之前，要明确其分度值;测量物体长度时，要观察是否从0刻度线量起，起始端没从0开始，要以某一刻度当作“0”刻度，读出末端刻度值，减去前面的刻度即为物体长度，注意刻度尺要估读到分度值的下一位。
由图知：刻度尺上25px之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是2.5px=1mm，即此刻度尺的分度值为1mm;木块左侧与50px对齐，右侧与96.25px对齐，所以木块的长度为L=96.25px-50px=46.25px。
故选A
【例题】某同学用同一把刻度尺对同一物体的长度进行了4次测量，结果如下：308.5px、309px、308.75px、323.75px，则该物体的长度应记为( )
A.308.75p
B.308.5px
C.312.5px
D.309px
【分析】偏差较大的读数是错误的，去错误读数，取其余3个正确测量值的平均值值即为测量结果;
在测量长度时，通常采用取多次测量求平均值的方法来减小误差，故只要计算出四次测量的平均值即可，但是在最后结果的确定时，还要注意小数位数的保留规则与测量值相同;
从题中提供数据可知，323.75px与其它数据相差较大，所以323.75px是错误的，应该去掉;
为减小长度测量的误差，通常采用的方法是取多次测量的平均值;故物体的长度最终应记录为：L=12.34cm+12.36cm+12.35cm
=308.75px
故选A
三、时间的测量
【师】许多同学手上都有带一只手表，大家都知道，手表是用来看时间的，所以是时间的测量工具。那么除了手表以外，大家知道，还有哪些是用来测量时间呢?没有手表的时候，我们可以通过怎样的方法判断时间呢?(不要告诉我说可以看手机时间。)
【师】
下面我们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。
【师】古代人和现代人测量时间的工具、测量方法?
【生】可以用日晷、沙漏计时。
日晷：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;
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。)
【师】对，大家概括得很好，有时候在野外我们也可以根据太阳的位置确定大概的时间，接下来我们具体来学习时间。
时间单位
在国际单位制中，时间的单位是秒，符号为s。除了“秒”之外，常用单位还有小时(符号h)、分钟(符号min)。它们之间的换算关系是：
1h=60min，1min=60s，1h=3600s
计时工具：生活中使用的各种石英钟、电子手表;运动场和实验室常用的机械停表、电子停表。
【实验】机械停表的使用
(1)练习停表的使用：如何开启、停止、归零;如何读数。
(2)用停表测量脉搏跳动10次所用时间以及1min内脉搏跳动的次数。
【归纳总结】秒表的外形如上图所示，A为归零按钮，B为计时秒针控制按钮。使用时，你应该先进行调节，就是按下归零按钮，使秒针指在“0”处。再按动秒针控制按钮开始计时。计时结束时，要按动秒针控制按钮，这时秒针会停在最后计时处，就可以读出时间值。
【师】那么是不是所有的木棒都能成为杠杆呢?
【生】思考并作答
【师】一根硬棒成为杠杆的要有如下两个条件：
①要有力的作用;
②要能绕着某固定点转动
误差处理：
【师】时间的测量也会有误差，如果减小误差，如长度测量类似：
多次测量求平均值;选用精密的测量工具;改进测量方法。
长度和时间的测量教学设计
教学目标
一、知识目标
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、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.
三、德育目标
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.
教学重难点
教学重点
正确使用测量工具测量时间和长度.
教学难点
正确记录测量结果.
教学工具
多媒体
教学过程
一、引入新课
[师]同学们闭上眼睛，估计十秒钟以后举手睁开眼睛，我来计时，看谁估计的最准确。开始!
[生]按照指令操作
[师]谁能估计一下课桌的长和宽各是多少?
[生]学生回答.
[师]指出正确得数，要想得出准确的数据，我们要学会使用仪器来测量长度和时间，这节课我们在小学和日常生活中对时钟、表、刻度尺使用和对一些时间、长度单位的初步认识的基础上继续学习。
二、新课教学
1.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]同学们谁还知道人体的哪些部位可以作为尺，用来估测长度?人体哪些部位的长度具有特殊的关系?
[生]人伸开两臂的长度大约等于身高;伸开手掌，从大拇指到中指尖的距离叫“一大柞”，大拇指到食指尖的距离叫“一小柞”.如能知道自己“一柞”的长度、身高，就能利用双臂及手掌估测物体的长度.
[生]人的头长和脚长相同;身高等于9.5倍头长;人握住拳头的大小和心脏一样大.
[生]人身体上许多部位是按“黄金分割”分配的，比如眼睛是头部的黄金分割点，肚脐是人体的黄金分割点等.
[师]同学们知道这么多关于人体尺寸的知识，真让老师吃惊.大家也一定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)
[投影]
长度的单位及换算：
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]国际单位制中长度的单位是米(meter)，符号是m.
[师]大家会用生活中常见的直尺、卷尺测长度吗?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.
[生]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]请大家看看被测物边缘对应的是刻度尺上多大的值.
[生]我觉得是6.35 cm.
[生]我看是6.38 cm.
[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6.36 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”.
[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]测足球场的长度时用最小刻度是1 m的尺子就行，测玻璃时就需要用最小刻度是1 mm的尺子测.
2.时间的测量
[想想议议]
[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.请同学们看下面的资料片.
[投影]
人类计时仪器的发展史
[师]看了上面的内容，同学们有什么感想吗?
[生]计时器的发展经历了很长的时间，经过了许多人的努力.
[生]我们今天用的表也是从古至今许多人共同努力的结果，是他们智慧的结晶.
[师]同学们说得太好了.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]哪些同学是用停表测量的，会用吗?谁能给大家讲一讲呢?
[生]我知道怎么用.停表有两种，和书上图11.3-2中的一样，一种是机械停表，一种是电子停表.机械停表上有两个按钮，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]电子停表的使用和机械停表的使用基本相同，但我认为电子停表读数更简单.使用机械停表时，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.而使用电子停表时，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.现在请拿着停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停表测出的时间比用手表测出的时间短.
[生]我觉得用停表测出的时间较准.用停表测量时可以用左手操作停表，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停表的道理.
[生]使用停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.
(同学们认真测自己的脉搏，教室内非常安静)
[师]同学们刚才在测脉搏的时候，拿着钟表或机械停表的同学，一定听到了表的“滴答”声，是什么东西使钟表滴答响呢?请看下面内容.
[投影]
滴答响的时钟
[师]看了上面的内容，老师相信同学们自己也一定会做一个摆，怎么做呢?
[生]用一根细线，下端拴一个小重物就能做成一个摆.
(教师利用长约1米的塑料捆扎绳，下端系一把小锁头向同学们展示.教师将细线和另一端系在铁架上，拉开一个小角度，铁锁便摆动起来)
[师]类似这样的装置叫单摆.请同学们利用手中的表测量这个摆摆动一个来回所用的时间，看怎样才能测得更准确.
(学生进行测量，教师可以参与学生的讨论)
[生]如果单测一个来回，有时很大，有时很小，肯定不准确.可以多测几个来回然后求出摆动一个来回所用时间就能更准确.
[生]我觉得可以几个人同时测一个来回，将几个人测出的结果平均，也能使测量结果更准确些.
[师]同学们能认真思考是非常好的习惯.课后大家还可以继续测量、讨论，找出最好的方案.
同学们一定还记得小学学过的时间的单位，是什么呢?
[生]小时(h)、分(min)、秒(s).
[师]国际单位制中时间的单位是秒，符号是s.
3.误差和错误
[师]现在请同学们测量一下物理课本的宽度是多少?
[生]操作，读数，教师提问
[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]在国际单位制中，长度的单位是米，时间的单位是秒，什么是国际单位制呢，请同学们阅读.
[科学世界]
[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.现在同学们一起小结本节内容.
课后小结
1.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.
2.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。
3. 误差和错误，如何减小误差.
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