大学物理实验——长度密度的测量心得体会(共7篇)
最后一个开放实验,这个实验的结束也就标志着大学物理实验就要画上一个圆满的句号了,回顾这几周的学习,感觉十分的充实,通过亲自动手,使我进一步了解了物理实验的基本过程和基本方法,为我今后的学习和工作奠定了良好的实验基础。
这次做的是长度密度的测量实验,这应该是目前的所有实验中最简单的一个了吧.通过这次试验,更加熟练掌握有效数字的基本概念及其读取和运算.掌握游标的结构原理和正确使用游标类量具.学会不确定度的评定及实验数据的基本处理方法
除次之外,大学物理实验使我们认识到了一整套科学缜密的实验方法,对于我开发我们的智力,培养我们分析解决实际问题的能力,有着十分重要的意义,对于我们科学的逻辑思维的形成有着积极的现实意义。
关键词:质量,长度,时间,单摆,浮力,力学实验,度量
众所周知,质量、长度和时间是3个最基本的物理量,也是量纲系统中的基本量纲,分别记为M,L和T.在日常生活和工业生产中,质量、长度和时间的各种计量器具随处可见且具有相当的精度.例如,石英秒表、电子秤、各种量具等.这些计量器具的设计和生产中都运用了某些力学的原理.因为质量、长度和时间的直接测量非常方便准确,它们的间接测量通常是不必要的.但是,设计并实施质量、长度和时间间接测量的力学实验,有助于普及力学知识和提高对力学的兴趣,也是培养大学生的力学理论设计与实际操作水平的一种有益尝试.
1 用秒表测量不规则物体的质量
1.1 命题
实验条件:数字式秒表1支(不可使用其他量具);不规则形状的铁块1块(质量约2 kg);细绳若干;塑料水桶1个;篮球(带网兜)1个;螺母1个;A4图板1个;A4复印纸、图钉、铁钉、记号笔、剪刀等.
评分要求:在规定时间内,仅用秒表测出不规则物体的质量,以测量精度评分.
1.2 理论设计
(1)运用单摆运动规律实现对长度的间接测量
单摆运动近似的周期公式为
式中,L指摆长,T为周期,g为重力加速度,通常可取g=9.8 m/s2.
式(1)表明:由秒表测量单摆的周期可以求出摆长.
(2)运用阿基米德定律实现对重量的测量
阿基米德定律是流体静力学的一个重要原理,它指出:浸入静止流体中的物体受到一个浮力,其大小等于该物体所排开的流体重量,方向垂直向上并通过所排开流体的形心.考虑浮力与重力的平衡,容易得到阿基米德定律的一条推论:在静止流体中的悬浮物的重量就等于所排开的流体的重量,若液体为水,则公式写为
式中,W1指悬浮在水中重物的重量,γ2=1 000 kg/m3为水的密度,V2为所排开的水的体积.式(2)表明:只要能测量重物所排开的水的体积,就可以间接测量重量,而且这一结论对重物的形状没有任何要求.
(3)重力加速度常数
最后,我们知道重力加速度的定义为
1.3 实际操作
虽然上一小节给出了由时间间接测量质量的一套理论设计方案,但是仍然需要精心组织、科学实验和实际动手来完成预定的目标.只有对理论设计方案和命题进行具体问题具体分析,才能设计出一组科学合理的实验步骤并提出解决具体问题的方法,其要点如下:
(1)水桶中悬浮铁块的实验要点
为了让铁块不至于沉入水底,使用篮球、网兜和细绳可以将铁块悬浮起来.
为了测量悬浮铁块所排水的体积,放置铁块之前,先将篮球、网兜和细绳都置于水中并在液面的高度处用记号笔作标记;放置铁块之后,等水面平静下来,再次作标记.
为了测量铁块所排水的体积,可用纸条记录两次水桶标识处液面的上升.
为了测量铁块所排水的体积,还可在标记处用细绳绕水桶一周,测量其周长.
本项实验方案的示意图绘于图1.
(2)单摆实验要点
从步骤(1)得到几个关键的长度,即铁块造成液面的上升(可记为La)和水桶两个标记处的周长(可分别记为Lb和Lc).可以观察到,通常Lb和Lc的长度足够,因此可用两根细绳的长度记录它们并直接用于制作2个单摆.
特别需要注意的是:通常液面的上升La会很小,直接以La为摆长制作单摆是不合适的.为了提高精度和可操作性,应将记录La的小段纸条订在图板上,然后在纸条的两端分别钉上2个铁钉,再取出一根细绳在2个铁钉之间绕若干圈,然后制成长度为La长度的n倍的一根绳,即Ld=n La.
最后,分别用长度为Lb,Lc和Ld的3根细绳作为摆杆,其一端用图钉或铁钉固定,另一端系一个螺母,还可竖立图板作为螺母摆动至最高点的参考面,然后开始单摆周期的计时测量实验.
在测量单摆周期时,为了提高计时的精度,应适当增加单摆周期运动的次数.将以Lb为摆长的单摆经过nb次周期运动的总时间记为Tb,同理,nc和nd分别记录另2个单摆周期运动的次数,而Tc和Td则是它们对应的总时间.
本项实验的示意图绘于图2.
(3)实验数据处理的要点
根据水桶的形状,可按圆台体(见图3)的体积计算排水的体积.即
注意到上式运用了圆的周长公式和La与Ld之间的关系.将Tb,Tc和Td分别代入式(1)即可求得Lb,Lc和Ld,再考虑式(2)和式(3),不难得到所求的铁块质量的最终计算式为
观察式(5)的右边,只有Tb,Tc和Td三个待测的时间变量,其余都是常数或者计数.因此,质量可以用单一的计时器通过一系列力学实验间接测量获得.
2 讨论
2.1 有关单摆实验的替代方案
上一节提供的实验方案不是唯一的,其中单摆可以用其他运动学实验所替代,例如自由落体实验、斜面上物体的运动学测量等实验.在自由落体中,落体高度为
在倾角为θ的光滑斜面上物体的自由运动规律为
经过简单的计算,可以发现:采用落体实验,因为1 s时间内物体将下落9.8 m,对本问题而言9.8 m和1 s作为基准单位显然过大了,完成本实验要求需要很高的计时精度或者很大的落体距离;采用斜面运动实验,则通过调整斜面倾角可以改善落体实验的上述缺点.综合对比单摆、自由落体和斜面实验,采用单摆实验确定时间与长度的关系,是一种更简便、更灵活、更容易保证高精度的一种方法.事实上,只要能够反映长度与时间关系的运动学规律,都可以用来确定时间与长度之间的定量关系,所以该项实验设计还有更多的选择.
2.2 有关水中悬浮物浮力实验的替代方案
水中悬浮物浮力实验的目的,是建立起体积或者长度与重力之间的关系.只要能完成同样的实验目的,还可以用其他的力学实验方法.例如,利用杠杆原理,可以建立两个重力之间的联系,再利用已知的某种材料的质量密度,从而建立未知重量与一个可测量的体积之间的定量关系.再例如,运用2个物体的碰撞运动的规律,在运动的时间和位移可以测量的条件下,也可以建立2个运动物体质量或重量之间的关系.综合对比而言,用浮力实验建立体积与重力之间的关系是直接有效的方案之一.
2.3 有关质量、长度和时间的倍增
从上一节的论述中可以发现:将待测的长度和时间进行倍增,对提高力学实验测量的精度、方便实验操作都是十分重要的.通常而言,长度的倍增,容易利用几何对称性实现,例如,前面提到的绕固定点的多圈细绳放大了长度,其实是利用了几何对称性;对于周期运动,运动时间的倍增也是便于实现的,如前面提到的计数的循环往复运动,而对于非周期运动的时间倍增将是很困难的;对于质量的倍增,可以利用杠杆原理,也就是天平测量的基本原理.
2.4 用秒表测量不规则物体质量
为参加全国周培源大学生力学竞赛“理论设计与操作”团体赛,华中科技大学力学系组织部分大学生,开展了该项力学实验的教学活动,图4是实验中一组照片.在大学生进行理论设计阶段,上文提及的多种方案都曾经被广泛讨论,再经过指导教师的引导,最终方案向第1节所介绍的方案靠近.对于铁块所排水体积的计算,可以将圆台的体积(图3(a))近似为圆柱体的体积图3(b)).近似圆柱体的直径取为圆台高度中心处(图1中b,c两点的中点)的直径.于是
此时,铁块体积的近似计算式为
以上二式中,Le为b,c标记点的居中位置e处的圆周周长,ne和Te分别为以Le为摆长的单摆周期摆动次数和总时间.
实测铁块质量的典型数值如下
将上述数据代入式(9)得:M1=1.797 kg,而铁块的实际质量为1.80 kg,两者之间的相对误差仅0.16%.经过多次实验发现,测试结果的重复性很好.
2.5 有关质量、长度和时间间接测量的其他实验
最后,讨论一下质量、长度和时间相互之间间接测量的问题.由长度测量(如直尺)测定时间,由前述的单摆实验就可以实现.由长度测量质量的问题,实质上就是本文推荐的浮力实验所解决的问题.由单一质量测量仪器(例如天平)实现对时间的间接试验,就是本实验的反向实验.质量、长度和时间相互之间间接测量的可能实验方案列于表1.
3 结语
A.2.5μm=2.5μm×10-6m B.2.5μm=2.5×10-5dm
C.2.5μm=2.5×10-5cm D.2.5μm=2.5×10-9m
2. 一同学想测物理课本的一张纸的厚度,应该如何测量?
。某学生测得100页书的厚度为10.5px,则每张纸的厚度是 。完成课本P108页的“做一做”;该同学的实验结果绝对准确吗?
3.定义:测量值与真实值之间的________叫做测量误差。阅读课本P108页的“信息快递”。误差只能想办法减小,而不能绝对避免。即无论使用何种测量工具,采用什么测量方法,误差总是______的。但是,选用更精密的测量工具,改进测量方法,均可使误差______。通常采用多次测量取__________的方法来减小误差。
4.若四次测量一本书的宽度记录为:309.5px,309px, 309.5px, 308.5px,则这本书宽度平均值是( )
A.309.5px B.309.125px C.309px D.309.25px
5.用一把学生的三角尺,测得一个物体的高度,共得五组数据如下:
A.一支铅笔的长度约为18 B.教室的宽度约为60
C.小明的身高约为1.68 D.一张物理试卷的厚度约为70
4.某同学对一些物理量进行了估测,其中最接近实际的是( )
A.人体正常体温约为42℃ B.某初中生的质量约为50kg
C.学生书桌高约200cm D.人正常步行速度约为5m/s
5.小华同学对于身边物理量的大小进行了估测,下列估测中接近实际的是( )
A.一个玻璃杯的质量约为5kg B.初中物理课本的宽度约为10.5 cm
C.一块橡皮从课桌表面掉到地上的时间约为4s
D.成年人正常步行5min通过的路程约为360m
6.在生活和工作中经常进行估测。以下估测比较接近实际的是( )
A.学生课桌的高度大约在1.2m~1.5m之间 B.l个苹果的质量大约在0.5kg~1.0kg之间
C.汽车运行的平均速度大约在100km/h~150km/h之间
D.成人步行的速度大约在1.1m/s~1.3m/s之间
7.下列各过程经历的时间最接近1s的是( )
A.人眨眼一次 B.人心脏跳动一次 C.人正常呼吸一次 D.人打一个呵欠
8.用用一把尺子测量某物体的长度,一般要测量3次或更多次,这样做的目的是为了( )
A. 避免测量中可能出现的错误 B. 减小由于刻度不精确而造成的误差
C. 减小由于读数时视线不垂直于尺面而产生的误差
教学目标
1.知道国际单位制中长度与时间的基本单位;会进行常用长度、时间单位的换算:能利用生活中常见的一些周期现象估测时间。
2.会正确使用手表或停表测量时间。
3.能利用生活中已知长度的物品进行长度的估测。4.会正确使用带毫米刻度的刻度尺测量长度。5.会正确记录测量所得的数据,知道测量存在误差。教学重、难点
1.重点
(1)长度和时间的单位及单位间的换算。(2)会正确使用带毫米刻度的刻度尺测量长度。(3)会正确使用手表或停表测量时间。(4)会正确记录测量结果。2.难点
(1)正确读取和记录测量结果。(2)长度和时间的估测和间接测量。教学方法
讲授法、实验探究法、阅读法、讨论与交流。教具准备
学生分组实验器材:带毫米刻度的刻度尺、秒表、课本、投影仪。教学过程
一、课题引入
师:在生活、生产和科研中,经常要进行长度和时间的测量。探究物体的运动规律也需要进行长度与时间的测量。这节课我们就来学习长度与时间的测量。
板书:第二节 长度与时间的测量
二、新课教学
师:要进行测量,就要有一个人们公认的测量标准——测量单位。在古代,人们就学会了利用身边的物品、自然界的某些规律的变化作为测量的单位。比如利用身高,足长等作为长度单位、利用昼夜的交替、季节的变化等作为时间的单位。
1960年,国际上通过了一套统一的测量标准,叫国际单位制,简称SI。在国际单位制中,长度的基本单位是米(m),时间的基本单位是(s)。板书:
一、长度的基本单位:米(m),时间的基本单位秒(s)你知道比“米”大的长度单位有哪些?比“米”小的长度单位有哪些?下面我们以小组为单位进行竞赛抢答。
生甲:比“米”大的长度单位有“千米”(km),比“米”小的长度单位有“分米”(dm)、“厘米”(cm)、“毫米”(mm)。
生乙:比“米”小的长度单位还有“微米”(m)、“纳米”(nm)。
师:这些长度单位与基本单位“米”的换算关系如何?请大家抢答。生甲:
1km=10m 1dm=101mm=103
31m 1cm=10
62m
9m 1m=10m 1nm=10m 教师将以上关系板书。
课堂巩固练习:(投影在屏幕上,请大家抢答)1m=?mm 18km=?m 130nm=?m
10cm=?
210dm=?mm 2m 78mm=?m 师:你知道我国以前使用的还有哪些长度单位?与米的换算关系如何?请抢答。生:尺、寸 1尺0.33米 1寸
0.033 师:你知道英、美等国使用的长度单位还有哪些?与米的换算关系如可?请抢答。生:英里、英寸、英尺、码
1英里=1609米 1英尺=0.305米 1英寸=0.0254米 1码=0.91米
师:你知道航海、天文学家中使用的长度单位还有哪些?与米的换算关系如何?请抢答。生:海里、光年
1海里=1852米 1光年=9.460
5310米
15你知道比“秒”大的时间单位有哪些?比“妙”小的时间单位有哪些?请抢答。生:比“秒”大的时间单位有“分钟”(min)、“小时”(h),比“秒”小的时间单位有“毫秒”(ms)、“微妙”(s)师:这些时间单位与基本单位“秒”的换算关系是什么?请抢答。生:1h=60min 1min=60s 1s=10ms 1ms=10教师将时间单位换算关系板书
课堂巩固练习(投影在屏幕上,请大家抢答): 60min= s 2h= s 100s= sm 1h= s 15min= h 10
3s
s= s 评出抢答获胜小组,全班同学以掌声鼓励。
师:通常我们测物体的长度用什么工具?你知道还有什么测量工具? 生甲:刻度尺。
生乙:游标卡尺(如课本P21图2—13)师:下面以前后两桌四个人为一小组,用刻度尺测书本的长度和宽度,要求每位同学都要动手,并在小组内交流测量方法(刻度尺如何放置,如何读数)测量结果。
学生分小组探究活动1:用刻度尺测课本的长度和宽度,教师巡回检查,当给予指导、督促、解决问题。
师:下面请相邻的两个小组互相交流测量方法。并请一个小组派代表全班交流。
生甲:上台演示,说明用刻度尺测课本长度的方法,刻度尺要放正、要紧靠被测物体。师:请每个小组报出测量结果。……
师:为什么每个小组的测量结果不同?请一个小组派代表全班交流如何读数。生甲:读数时视线要与尺面垂直,读到最小刻度值,还要进行估读。师:测量值与真实值之间存在差异叫误差,这是客观存在的,如何减小误差? 点拔思维:有的误差是偏大,有的误差是偏小。生:多次测量求平均值。
师:请一个同学归纳正确使用刻度尺的方法。生:1.刻度尺要放正,要紧靠被测物体。2.读数时视线要与尺面垂直。
3.要估读到分度值的下一位数,并记下单位 4.多次测量求平均值。教师板书:
二、正确使用刻度尺
师:下面请各小组按正确方法测量课本长和宽,并将测量结果填在课本P22表格中,算出平均值。
生:分小组活动。
师:生活中,人们经常需要估测长度。估测长度的方法很多,可以目测,还可以用身体的某部分或身边的某物品去测量。
板书:
三、长度的估测
师:怎样使估测更准确,更接近物体的真实长度呢? 你首先应该知道自己身体某长度或身边的某物品的长度,还要经常想一想,画一画,比一比,测一测lmm、lcm、ldm、lm等有多长?以提高估潞的准确牲,下面请大家测一测拇指指甲宽度、中指的长度,一作的长度、手臂的长度,画一画lcm、ldm,lm的长度。
学生探究活动2:估测教室内黑板的长度和宽度是多少?并说出你估测方法并上台演示。
生甲:我是用目测。
我估测的教室的黑板长度,宽度是…… 生乙:我是用两臂测。
我估测的教室的黑板长度、宽度是…… 生丙:我用手量度黑板长度,宽度有几,估测。我估测的教室黑板长度、宽度是…… 对估测准确的同学予以表扬。师:通常测时间用什么工具? 生:钟表、停表。
师:你知道时钟的演变过程吗?请大家看课本P20图2—1l,你知道沙漏、水钟是如何测时间吗? 生甲:沙漏是由于砂子漏完需一定的时间,时间与砂子漏多少成正比,以此来测量时间。生乙:水钟道理同上。学生探究活动3:
(1)用停表或手表测量一段时间(如测量从教室一端走到另一端,或跑l00m所用的时间等)。
(2)采用数脉膊跳动次数的方法估测一段时间(估测项目同前)。(3)比较用手表测得的时间与数脉膊跳动次数估测的时间。各组讨论好估测项目和方法,课后选一个时间进行。师:请大家阅读课本P23:测量误差。
分小组讨论:误差可以消除吗?为什么?如何减小误差? 生:讨论、交流得出:
误差是不可能消除的,因为测量器材精确度有限,眼睛分辨能力有限,这些都是客观因素造成的,多次测量取平均值可以减小误差。
三、归纳小结与学习过程评估 师:本节课我的学到了什么? 生:讨论、交流后得出:本节课我们学到了
1.长度的基本单位是:米(m),时间的基本单位是秒(s)。长度单位换算关系: 1km=10m 1dm=101mm=103
31m 1cm=10
62m
9m 1m=10m 1nm=10m
3时间单位换算关系:1h=3600s 1min=60s 1ms=10 2.正确使用刻度尺。
(1)刻度尺要放正、要紧靠被测物体。(2)读数时视线要与尺面垂直。
(3)要估读到分度值的下一位数,并记下单位。
s 1s=10
6s(4)多次测量取平均值。3.长度的估测。4.时间的测量与估测。
师:请每位同学对自己在本节课的学习情况进行评估。课后练习
1.课本P24 作业1、2、3。2.选用课时作业设汁。板书设计
第二节 长度与时间的测量
(一)长度和时间的基本单位及单位换算。长度基本单位:米(m),时间基本单位:秒(s)单位换算关系: 1km=10m 1dm=101mm=1033
m 1cm=10
m
9m 1m=10m 1nm=10
m
s=10
61h=3600s 1min=60s 1ms=10s 1s(二)刻度尺的正确使用:(1)刻度尺要放正,要紧靠被侧物体。(2)读数时视线要与尺面垂直。(3)要估读到分度值下一位,并记上单位。(4)多次测量取平均值。
教学目标
1、知道测量有误差,了解误差的种类。
2、知道有效数字的概念及意义。
3、了解游标卡尺的构造和刻度原理。
4、掌握游标卡尺的读数方法。
教学重点
误差及有效数字、游标卡尺的读数方法。
教学难点
游标卡尺的正确使用方法。
教学方法
讲授法、阅读法、实验法。
教学用具
投影仪、CAI课件
课时安排
1课时
教学过程
一、误差及有效数字
学生活动一:阅读课文有关内容 [CAI课件]阅读思考题
1、什么叫误差?误差分哪几类?
2、什么是有效数字? 学生活动二:解答思考题 [CAI课件]总结
1、误差
(1)定义:测出的数值与真实值之间的差异叫误差。(2)分类分为系统误差和偶然误差。A、系统误差
产生:由于仪器本身不精确、或实验方法粗略或实验原理不完善而产生。特点:多次重复同一实验时,误差总是同样的偏大或偏小。减小方法:校准测量仪器、改进实验方法、完善实验原理。B、偶然误差
产生:由于各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生。特点:多次重做同一实验时,误差有时偏大、有时偏小。减小方法:多次测量,求其平均值。
2、有效数字
(1)定义:带有一位不可靠数字的近似数字叫做有效数字,有效数字的最后一位为误差所在位。
(2)确定有效数字时注意以下问题:
A、有效数字的位数与小数点的位置无关,例如273和27.3、2.73都是三位有效数字。B、有效数字的位数与单位无关,例如273mm写成27.3cm或0.273m都是三位有效数字。C、关于“0”在有效数字中的特殊性。
0在前时,从左往右数第一个不为0的数字才是有效数字。0在后时,记入有效数字。
9D、乘方不算有效数字,例如8.73×10,是三位有效数字。E、在计算时一般取两位或三位有效数字。强化训练:
判定下列有效数字的位数:
2(1)0.072(2)38000(3)3.23×10(4)2.93 参考答案:(1)2位;(2)5位;(3)3位;(4)3位。
二、游标卡尺
[CAI课件]游标卡尺 介绍卡尺的构造:
主要由主尺和可以沿主尺滑动的游标尺组成,共有四个测量爪:内测量爪可以测槽的宽度和管的内径,利用外测量爪可以测量零件的厚度和管的外径,游标尺的深度尺可以测量槽或筒的深度。
游标卡尺的精确度
主尺上的最小分度是1.0mm,不同的游标尺精确度是不同的,常见的有:
(1)游标尺为10等分刻度,其为长为9mm,游标尺上的每一分度和主尺上的最小分度相差0.1mm,精确度为0.1mm。
(2)游标尺为20等分刻度,其总长为19mm,游标尺上的每一分度和主尺上的最小分度相差0.05mm,精确度为0.05mm。
(3)游标尺为50等分刻度,其总长为49mm,游标尺上的每一分度和主尺上的最小分度相差0.02mm,精确度为0.02mm。游标卡尺的读数:(1)CAI课件模拟
(2)结合CAI课件讲述测量结果的读法。(3)总结:
测量值=主尺上的整毫米数+游标系数×精确度(4)游标卡尺不需要估读。[强化训练] 用CAI课件模拟几种测量结果,学生进行读数方法训练。
小结:
课题 第一章 测量的初步知识 第一节 长度的测量 误差 执教 教学 目标 1.学会用刻度尺测量物体的长度,能正确地记录测量结果。 2.知道读数时要估读最小刻度的下一位数字。 3.知道测量有误差,通过多次测量取平均值以减小误差。知道误差和错误有区别。 重点 学会正确使用刻度尺 难点 学会正确使用刻度尺 教具 演示 示教刻度尺、方体木块、学生自备透明三角尺。 学生 主 要 教 学 过 程 学生活动 一引入新课 让学生观察课本图1-1和图1-2,比较两条线段和两个圆面积的大小,再让学生用尺子量量,回答视觉总是可靠吗?继而举例说明,对于时间长短、温度高低等,靠我们的感觉去直接判断,并不总是可靠。不仅很难精确,有时甚至会出错误。 在观察和实验中,经常需要对各种物理量做出准确的判断,得到准确的数据,就必须用测量仪器来测量。例如,用刻度尺测量物体的长度,用秤来测量物体的质量,用钟表来测量时间的长短,用温度计来测量温度的高低。 观察课本图1-1和图1-2 二教学过程 设计 1. 测量 长度是最基本的物理量,在生产、生活中,在物理实验中经常要测量长度。(举例)测量长度的方法和仪器有许多种,其中刻度尺是常用的测量长度的工具。同时学会使用刻度尺,有助于我们学会使用其他测量仪器和了解测量的初步知识。 2.长度的单位 测量任何物理量都必须规定它的单位。学生已经知道“米”是长度单位。应告诉学生,米是国际统一的长度基本单位,其他的长度单位是由米派生的。米的代表符号是m。其他常用的长度单位有千米、分米、厘米、毫米、微米。它们的代表符号分别是km,dm,cm,mm,μm。(通常刻度尺的单位标注是用符号表示,为使学生能顺利观察刻度尺,应介绍单位的代表符号。) 通过列举事例使学生对米、分米、厘米、毫米等单位长度能心中有数,有个粗略的概念。例如:常用铅笔笔芯直径大约1毫米,小姆指宽约有1厘米,手掌的宽大约有1分米,成年人的腿长大约1米左右。 3.正确使用刻度尺 ①刻度尺的刻度:让学生观察刻度尺,并依次回答课本上的问题。关于量程和取小刻度值,应给学生以简单的解释。零刻度有磨损的刻度尺,可用没磨损的其他刻度做为测量的起点,这时末端读数与起点刻度之差,才是被测物体的长度。 ②刻度尺的使用:学生对刻度尺比较熟悉,自认为都会使用,实际上在使用中经常出错。因此要引导学生发现自己使用刻度尺出现的错误,自觉地纠正,养成按规则要求操作的习惯。 让学生用透明三角板测量一纸条的宽度。首先分清三角板的正、反面,然后要求学生把三角板反着用(即有刻度的一面朝上)。学生在测量时,故意让学生身体向左偏、向右偏,让学生回答两次读数是否一样?(不一样,且尺子越厚,两次读数差别越大)。这两个读数哪一个对?(都不对)。怎样读才能得到正确的数值?引导学生总结出读数的视线规则:读数时,视线要与尺面垂直。(可参照课本图1-7)。在将零刻度对准被测物体的一 认识所举例子长度 观察刻度尺 练习读数 教学过程 设计 端时,也要按这一规则去做。 让学生把三角尺翻过来,重复上面的测量,这时身体偏左、偏右的两次读数基本一致。由此得到,测量时刻度尺的正确放置方法是:让刻度尺刻度紧贴被测物体的始、末两端。如果刻度尺不透明(如钢尺、木尺)应怎样放置?利用课本图1-6总结出刻度尺使用中的放置规则:刻度尺应“立”着放正,不能歪斜。(应使刻度尺面垂直被测物体表面,学生还不理解这些立体几何术语,改用“立”着的说法。可通过示范的方法,帮助学生理解。) 要求学生按上述放置和视线规则,正确放置刻度尺,并将零刻度对准纸条的一个边,看纸条的另一条边靠近那一条刻度线,读取这一刻度的数值,就是纸条的宽。如果要求测量更精确些,则应估读到最小刻度值的下一位。这就是刻度尺使用时的估读规则。 4.正确记录测结果 列举几个无单位数字,说用这组数是无用的。测量结果的.记录应由数字和单位组成。对于任何物理量的测量结果,只有标明单位数据才有意义。 5.误差 测量时,要用眼睛估读出最小刻度值的下一位数字,是估读就不可能非常准确,测量的数值和真实值之间必然存在着差异,这个差异就叫误差。 误差跟错误不同。测量中,由于视线的偏斜而导致测量的错误,这是由于没有按规则去做而造成的。错误是应该而且可能避免的。 测量的误差是不可避免的,除了估读的误差外,还有其他原因造成的误差。如仪器本身不准确,环境温度、湿度变化的影响等,这都是造成误差的原因。误差不可能消除,只能尽量的减小。减小误差的措施比较多,其中求平均值的方法,简单而有效。 测量中有时估计偏大,有时会偏小,这样多次测量值的平均值更接近于真实值。 小结:(从板书中小结) 归纳 三.思考与作业 四板书 第一章 第一节 长度的测量 误差 一.认识测量 二.长度单位 1国际单位:(主单位):米(m) 2 常用单位:千米(Km);分米(dm);厘米(cm);毫米(mm);微米(μm);纳米(nm) 3单位换算:1千米=1000米;1米=1000毫米;1毫米=1000微米;1微米=1000纳米;1米=10分米=100厘米。 三.长度的测量 1测量工具:刻度尺(实验室常用) 2刻度尺正确使用 ① 使用前认清零刻线、量程、分度值 ② 使用时,尺要沿所测直线,并使刻度线紧贴被测物体,不利用磨损的零刻线。 ③ 读数时视线要与尺面垂直,在精确测量时要估读到分度值的下一位。 ④ 测量结果由数字和单位组成。 四.误差 1测量值与真实值之间的差异叫误差。 2产生原因:人为因素和测量工具本身。 3减少误差方法:多次测量求平均值(常用)和用较精密仪器。 五简要说明
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