测量的历史课件.docx
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测量的历史课件
专题一、测量——质量、长度和时间的一般测量方法
知识图
一、知识要点
1.质量的测量
※质量的单位:
质量(m)
质量:
物体内所含物质的多少.
物体的质量是物体本身的一种属性,与物体的形状、状态和所处空间位置的变化无关.
单位:
国际单位:
千克(kg)
常用单位:
吨(t)、克(g)、毫克(mg)
※质量的测量工具:
托盘天平
实验1用托盘天平测量金属块质量:
实验目的练习使用托盘天平
实验器材托盘天平(附砝码盒)、金属块
实验步骤
1)将天平放在水平工作台上
2)将游码置于左端的零刻度处
3)调节平衡螺母使横梁平衡
4)将金属块轻轻放于左盘,通过在右盘中加减砝码及移动游码使横梁再次平衡
5)右盘中砝码的质量加上游码显示的质量即为金属块的质量
天平使用注意事项:
1调节平衡螺母应遵循以下规律:
指针左偏就向右调;右偏向左调。
2判断横梁是否平衡时不一定要等到指针静止,只要指针在中央红线两边的摆幅一样时即认为横梁已经平衡
3天平调节平衡后,左右盘不能对调,平衡螺母不能再动。
4取砝码时一定要用镊子,并轻拿轻放。
5往盘里加砝码应先估计被测物的质量,不能超过最大称量(天平的最大称量=所配砝码总质量+游砝最大读数),再从大到小加砝码;当加到最小一个砝码时超过待测物重,则应改用移游码。
6游码的读数是读游码的左边所对标尺的刻度值。
7保持天平干燥、清洁。
※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
※估测
其实,估测也是一种测量,只是相对粗糙些罢了。
了解了这一点,也就不难对研究对象进行估测了。
我们每个人的身体上就存在着很多比较标准――“单位”,如我们的大拇指的宽度大约1厘米,一“拃”长约2分米,还有我们自己的身高值等,这些都可以用来作为比较标准对其他物体的长度进行估测。
正常人的脉搏跳动一次的时间接近1秒,我们可以利用这个特点对一小段时间进行估测。
再如,日常生活中常见的一些物体的质量也可以作为比较标准进行估测,通常一只鸡蛋的质量约为50克,面值一角硬币的质量约为1克,一普通中学生的质量约50千克等,利用这些“标准”对其他物体进行比较就可以轻易地得出他们的质量的大致值了。
2.长度的测量
※长度的单位:
在众多的测量中,最基本的测量,就是长度的测量,要测量长度,首先要给长度定一个标准量,而长期以来,民办各国沿用的长度单位不相同,如我中用尺(大的有丈)、英尺(小的有英寸,现在我们所说的电视机大小习惯用的是英寸)、米等。
为了利于国际间的文化、科技方面的交流,国际上规定了一套统一的单位,叫国际单位制(InternationSystemofUnits),简称SI,是国际计量大会于1960年通过的。
我国在1984年采用。
在国际单位制中长度的基本单位是米(metre),符号为m。
出示米尺,让学生认识1米到底有多长。
并介绍1米是如何规定的。
长度的单位除基本单位米之外,还有比米大的和比米小的其它单位:
千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)等,
换算关系:
1km=1000m(=103m)
1dm=0.1m
1cm=0.01m(=10-2m)
1mm=0.001m(=10-3m)
1μm=0.000001m(=10-6m)
1nm=0.000000001m(=10-9m)(头发的直径约0.04mm,合40000nm)
※长度的测量工具:
要对长度进行需要测量的工具,长度测量的基本工具是刻度尺(scale),
出示各种示教刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、卷尺等,让学生认识了解。
拿到一把刻度尺后,首先要干一个工作:
仔细观察刻度尺,找出它的零刻度线,再看看它的分度值是多大?
测量范围是多少?
学生观察自己手上的刻度尺,找三位同学分别说明他的刻度尺的零刻度线、分度值及测量范围。
不只是刻度尺,任何一种测量工具拿到之后,首先就是要观察零刻度线、分度值及测量范围。
※常见的长度的间接测量方法:
1.替代法:
可用于测量曲线的长度
也称棉线法 比较短的曲线,可以用一根弹性不大或没有弹性的柔软棉线替代曲线来测量.方法是把棉线的起点放在曲线的一端点处,让它顺着曲线弯曲,标出曲线另一端点在棉线处的记号作为终点,然后把棉线拉直,用刻度尺量出棉线起点至终点间的距离,即为曲线长度。
滚轮法 比较长的曲线,可用一轮子,先测出其直径,后求出其周长,再将轮沿曲线滚动,记下滚动的圈数,最后将轮的周长与轮滚动的圈数相乘,所得的积就是曲线的长度。
2.累积法:
可用于测纸的厚度和细金属线的直径
如要测某一课本中每张纸的厚度,可取若干张纸(纸的张数要适量),压紧后,用最小刻度为毫米的刻度尺量出其总厚度,然后将总厚度除以纸的张数,所得的商即是每张纸的厚度。
又如,要测细金属丝的直径,我们只要找一支圆铅笔(或粗细适当的圆柱体),将金属丝在铅笔上依次密绕适当的圈数,用有毫米刻度的刻度尺量出这个线圈的长度,再将线圈长除以圈数,所得的商就是金属丝的直径
3.辅助工具法
圆的直径,小瓶子的高,圆锥体的高均可借助辅助工具测量.具体方法如下:
圆的物体,刻度尺的刻度无法靠近,故无法直接测量.要想测出圆的直径,可以用刻度尺和三角板配合使用,如照图1那样用一根刻度尺和一块三角板放置,也可照图2那样用两块三角板和一根刻度尺放置,测出圆的直径。
图1 图2
测量圆的直径,三角板和刻度尺如图3放置的几种方法都是错误的。
因此,在测量时要避免这些错误,掌握正确的测量方法。
图3
测量圆锥高和小瓶子高的方法与圆直径的测量方法相同,如图4测圆锥高和图5测小瓶子高。
图4 图5
3.时间的测量
※时间的单位
在国际单位制中时间的基本单位是秒,符号为s。
其它常用时间单位:
小时(h)、分钟(min)、毫秒(ms)、微秒(μs)。
时间单位的换算关系:
※时间的测量工具:
打点计时器、秒表
实验2打点计时器的使用
实验目的
练习使用打点计时器
实验器材
打点计时器、纸带
实验步骤
1)安装调整:
将纸带的一端固定在运动物体(实验小车、重锤)上,另一端通过电磁打点计时器导带槽,从振针下面的复写纸下面穿过。
复写纸呈圆形,复印面向下,在纸带移动时,上面的复写纸能随之转动。
接通电源。
调整振动片的紧固螺丝,使振动片稳定地振动,再调节振针,以刚好能在纸带上打出点为好,尽量减少打点针与纸带的接触时间,以减小运动物体因打点而受到的阻力。
2)打点:
让打点计时器开始稳定地打点后,拉动纸带,纸带上就可得到一连串的小点。
3)测定时间:
打点计时器打点频率f=50赫,即每隔0.02秒打一个点。
因此,纸带上任意相邻的两点(除第一、二点以外)间所表示的时间间隔就是打点计时器的打点周期T0,T0=1/f=0.020秒。
如果纸带上任意两个点之间有n个打点周期,则这两点间的时间t=nT0。
注意事项:
用电磁打点计时器测量时间时,整条纸带与打点计时器的导槽一定要尽量放平。
②由于打点计时器没有同步装置,纸带上第一点与第二点间所表示的时间间隔不一定是一个打点周期,在处理纸带时,一般都避开用第一点。
二、例题精讲
知识点一托盘天平的使用
[例题1]使用托盘天平称物体质量时,下列各项中不必要的是()
A.使用天平时,应将天平放在水平的实验台上
B.调节横梁平衡时,应将游码移至标尺左端的零刻度处
C.称量时,左盘应放置被称量的物体,右盘放置砝码
D.判断天平横梁是否平衡,一定要等指针静止下来
解析:
使用天平分调节和称量两部分,调节即准备阶段:
先将天平放在水平工作台上,再将游码置于零刻度处,然后调节平衡螺母使横梁平衡。
至此,准备工作结束,接下来进入称量阶段:
称量时应“左物右码”,即左盘应放置被称量的物体,右盘放置砝码,当左盘放入被测物体后天平的平衡必然被打破,再通过加减砝码及移动游码使横梁再次平衡,无论是调节阶段还是称量阶段,判断横梁是否平衡时不一定要等到指针静止,只要指针在中央红线两边的摆幅一样时即认为横梁已经平衡。
选项(A)、(B)、(C)是正确的措施,(D)是不必要的措施,因而本题选(D)。
答案:
本题应选D
知识点二刻度尺的使用
[例题2]下列说法正确的是( )
A.测量长度的常用工具是尺子
B.测量物体长度时,一定要使物体的左边线跟尺的零刻度线对齐
C.测量长度时,要使尺的刻度线紧贴被测物体
D.测量长度时,站在哪个位置方便,就从哪个角度读数
解析:
正确使用刻度尺过程中应该注意以下几点:
(1)使用前要先观察它的零刻度是否磨损、量程多大、最小刻度值是多少。
(2)正确放置刻度尺:
尺要沿着测物体、不要放歪斜;要让刻度线紧贴被测物体。
(3)正确读数:
视线要跟尺面垂直;精确测量时,要估读到最小刻度值的下一位。
另外,还要注意正确记录测量结果:
测量结果由数字和单位组成。
答案:
本题应选C
知识点三打点计时器的使用
[例题3]某同学用打点计时器打出两条纸带,如图所示。
某小组4名同学观察纸带后,各发表意见如下,说的正确的是()
A、由于第一条纸带点与点之间距离不均匀,说明相邻两个点的时间间隔是不同的。
B、由于打点计时器均匀的振动,不论怎样拉纸带,相邻两个点的时间间隔总是相同的。
C、第一条纸带有7个点,拉纸带的时间是0.14秒。
D、以上说法都有错误。
解析:
打点计时器是利用物体规律的振动来计时的,因而打点计时器的任意相邻两次打点之间的时间间隔都是相同的。
所打点的间距不同是由于拉动纸带时的速度不均匀造成的,但无论怎样拉纸带并不会影响两次打点之间的时间间隔。
选项(A)是错误的,而选项(B)是正确的。
第一条纸带有7个点,但时间间隔是7-1=6个,因而拉此纸带的时间间隔是t=0.02秒×6=0.12秒。
选项(C)是错的。
答案:
本题应选B
知识点四估测
[例题4]如图所示,某校初三学生正在进行升旗仪式,
该校旗杆的高度为()
A、4米B、7米C、10米D、12米
解析:
本题属于估测题。
在估测题中要善于利用身边
的数据进行比较。
本题各选项值的差异不大,很难直接作
出判断,需要充分利用题图中的信息进行解题。
由题中
“初三学生”可以得到学生身高约1.7米左右,当然学生身高的个体差异往往很大,但图中既然是五位同学,都偏低(如低于1.5米)或都偏高(如高于1.8米)的可能性可以排除。
再由图可以看出旗杆高度约为学身身高的四倍,因而旗杆高度为1.7米×4=6.8米,约7米。
答案:
本题应选B
知识点五间接测量
[例5]测量硬币的直径,可采用什么方法?
解析:
由于不能准确判断硬币直径的位置,所以直接用刻度尺不可能准确测出,必须考虑特殊方法
方法一:
借助两把直角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,如图6甲所示,用两把三角板紧夹住硬币,图6乙所示,用直尺和三角板把硬币紧压在桌面边缘,均可从刻度尺上读出硬币的直径。
(图6乙所示,需注意刻度尺的零刻线必须对齐桌面)。
图6
方法二:
让硬币从纸上某个记号开始,在纸面上沿直线滚动n周,测出直线长度s,先求出每周的周长
,再利用L=πD,求出硬币的直径
。
图7
方法三:
把硬币放在纸上,贴着边缘用笔画上一圈,再剪下对折,如图7所示,然后用刻度尺直接测量圆的直径,即为硬币的直径。
说明:
本题易犯的错误是直接用刻度尺放在硬币下进行测量,由于这种方法不容易判断直径的位置,会使测量不准确。
三、同步训练
1.李明用压紧的20张纸测出总厚度为1.9mm,则每张纸厚是( )
A.0.1mm B.0.09mm C.0.095m D.0.95m
2.下列各过程经历的时间中最接近1秒的是()
A.人眼睛迅速一眨B.人心脏跳动一次C.人正常呼吸一次D.人打一个呵欠
3.将金属丝在细棒上密绕28圈,用毫米刻度尺测得其长度为5.6cm,由此可知该金属丝的直径为___________cm。
4.某同学实验中用打点计时器记录纸带运动的时间,计时所用电源的频率是50Hz(即每秒钟振针上下振动50次),下图是其中的一条纸带,取O、A、B、C、D五个计数点,每相邻的两个计数点之间还有3个点没有画出,用刻度尺测出OA、CD之间的距离分别是cm和cm;它们的时间间隔分别是和;纸带在OA段运动比CD运动的(选填“快”或“慢”)。
5.现有卷成圆形的一大盘消防用的水带,
在不伸开的情况下,你有什么办法求出它的长度来?
试说明理由。
6.
如果测量某物体的质量,砝码的个数和游码的位置如下图所示,天平横梁平衡,则该物体的质量是千克。
四、课后作业
测量
(一)
一、填空题:
1.为了要得到可靠的定量的比较,所以要进行。
在国际单位制中,长度的主单位是,质量的主单位是,时间的主单位是。
测量长度的基本工具是,实验室里测量质量的基本工具是,测量时间的工具是。
2.47.3厘米=___________米=_____________毫米。
3.叫质量。
质量是物体本身的一种,它不随物体的、变化而变化,也不随物体的和的改变而改变。
4.打点计时器是一种测量的工具,通电时,振针每秒振动次。
每次向下打1个点,这样,每打两个点的时间间隔就是秒。
5.完成下列单位换算:
(1)600千克=吨
(2)2.1×104米=千米=毫米
(3)0.38升=毫升=厘米3(4)3分=秒;360秒=小时
二、选择题:
6.在我们身体上最接近50毫米长度的是()
A、拇指指甲的宽度B、拇指的长度
C、肩膀的宽度D、手臂的长度
7.小梅同学利用一部打点50次的纸带打点计时器记录一只皮球下落时的情况,纸带上的记录如图3所示:
皮球下落到地面需要时间是()
8.某同学买了一瓶矿泉水放到冰箱里结成了冰,关于矿泉水冰和水的质量,四个同学有四种说法,正确的是()
A、水变成冰,质量变大了,体积也变大了。
B、水变成了冰,体积变大了,质量变小了。
C、由于水的温度降低了,质量就变小了。
D、冰的质量就是水的质量,不可能变化。
9.质量为5千克的物体可能是()
A、一把三角尺B、一头羊C、一瓶饮料D、中学生的书包
10.某同学用打点计时器打出两条纸带,如图5所示。
某小组4名同学观察纸带后,各发表意见如下,说的错误的是()
A、由于第一条纸带点与点之间距离不均匀,说明第一个同学拉纸带所花的时间比第二个长。
B、由于打点计时器均匀的振动,不论怎样拉纸带,相邻两个点的时间间隔总是相同的。
C、第一条纸带有7个点,拉纸带的时间是0.12秒。
D、两条纸带拉动的快慢不同,第一个比第二个拉动的快。
三、实验题
11.如图6所示的刻度尺,最小刻度为,它所测物体的长度为厘米。
图6
图8
12.调节托盘天平平衡时,若游码已经移到零刻度处,发现指针还是偏向分度盘的左边,如图8a所示,这时应调节,使其向方移动(选填“左”或“右”)。
若在天平称量过程中发现指针偏向分度盘的左边,如图8b所示,这时应或。
测量
(二)
一、填空题:
1.测量长度时,测量所能达到的准确程度是由_______决定的。
2.长度的主单位是_____,符号是_____,测量长度的常用工具是________。
3.2003年10月15日,我国用自行研制的“长征”二号F型火箭成功地将神舟5号载人飞船送上太空,实现了中华民族千年的飞天梦。
“长征”二号F型火箭的起飞质量为479.8吨,合____________千克;飞船在轨道上正常飞行时,宇航员处于失重状态,宇航员在太空质量_________(选填“变大”“不变”“变小”)。
4.某次测量活动中,一位粗心同学忘了写单位,请你给他补完整。
(1)、人正常行走时,一步长约0.8_______。
(2)、一节1号电池的高度约0.6_______。
(3)、一位中学生的质量是55。
(4)、一袋牛奶的质量约为200。
二、选择题:
5.一支新铅笔的长度大约为:
6.毫米厘米米千米
7.关于误差的概念,下列说法中有错误.()
8.A.误差就是实验中产生的错误
9.B.采用精密测量仪器,改进测量方法,可以避免误差
10.C.实验中误差不可能绝对避免,但可以尽量减小
11.D.认真测量可以避免误差
12.下列各物理接近1千克的是---------------------()
A.1分米3水的质量B.1枝铅笔的质量
C.1张课桌的质量D.1张纸的质量
13.欲称出39g物品的质量,应顺次往天平的右盘中添加的砝码是---()
A.30g、9gB.30g、5g、4g
C.20g、10g、5g、2g、2gD.20g、10g、5g、4g
14.用塑料制的刻度尺测量物体的长度,若测量时用力拉伸塑料尺;①偏小、②偏大、③测量结果有误差、④测量结果是错误的,则测得结果为:
()
15.A.②③B.①④C.②④D.①③
三、实验题
16.图1中的刻度尺的最小刻度为_________,所测物体的长度为_________厘米。
17.托盘天平的使用方法是:
(1)把天平放在上,把游码放在标尺左端的处。
(2)调节横梁右端的,使指针指在分度盘的处,这时横梁平衡。
(3)把被测物放在(选填“左”或“右”,下同),用镊子向盘里加减砝码并调节游码在标尺的位置,直到横梁恢复平衡。
如果测量某物体的质量,砝码的个数和游码的位置如图2所示,天平横梁平衡,则该物体的质量是千克。
18.
将打点计时器按照正确方法安装好,用手拖动打点纸带,打点针在纸带上打下一系列点。
以纸带上看得清的某个点为起点,给打点编号。
分别标上编号1、2、3、4、5、6,用刻度尺量出两相邻点之间的距离,填入下表。
19.附:
实验时纸带
S12
S23
S34
S45
S56
(1)这样两个编号之间的时间即为秒。
(2)由于两相邻点之间对应的时间(填“相同”或“不相同”),由上表即可判断出纸带运动时在相等的时间间隔内通过的距离(填“相等”或“不相等”)。