在生產(chǎn)生活和科學(xué)研究中，經(jīng)常需要進(jìn)行測(cè)量。長(zhǎng)度和時(shí)間的測(cè)量是物理學(xué)中兩種基本的測(cè)量。下面我們學(xué)習(xí)與長(zhǎng)度和時(shí)間測(cè)量相關(guān)的內(nèi)容。
1.知道國(guó)際單位制中長(zhǎng)度與時(shí)間的基本單位，會(huì)進(jìn)行常用長(zhǎng)度、時(shí)間單位的換算。2.會(huì)正確使用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度。3.會(huì)正確使用鐘或秒表測(cè)量時(shí)間。4.會(huì)正確記錄測(cè)量所得的數(shù)據(jù)，知道測(cè)量會(huì)存在誤差，及減小誤差常用的方法。5.能對(duì)常見(jiàn)的物體和自然現(xiàn)象估測(cè)長(zhǎng)度和時(shí)間。
如圖 1-22 所示，請(qǐng)你目測(cè)此人臂展（兩臂側(cè)向最大限度地水平伸展時(shí)，兩中指指尖間的直線(xiàn)距離）與身高的大小關(guān)系。僅靠目測(cè)，你可能認(rèn)為此人身高大于臂展；但若實(shí)際測(cè)量一下，也許會(huì)得到不同的結(jié)果。通常，我們用感官感知世界，但僅憑感官判斷卻不一定正確。
為了科學(xué)、準(zhǔn)確、便捷地獲取信息，人們逐漸學(xué)會(huì)借助工具進(jìn)行測(cè)量。在古代，人們會(huì)利用身體某些部位或身邊的物品作為工具進(jìn)行測(cè)量，并將其作為確定的長(zhǎng)度單位，如利用身高、足長(zhǎng)、臂展、指寬等。隨著社會(huì)發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)若測(cè)量單位不一致，會(huì)給彼此間的交流帶來(lái)很大不便。因此，需要建立統(tǒng)一的測(cè)量單位。
在國(guó)際單位制中，長(zhǎng)度的基本單位為米（m）。另外，人們根據(jù)需要，還使用千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、納米（nm）等長(zhǎng)度單位。它們之間的換算關(guān)系為
為了準(zhǔn)確測(cè)量長(zhǎng)度，人們?cè)O(shè)計(jì)、制造了各種測(cè)量長(zhǎng)度的工具。常用的測(cè)量工具有直尺、卷尺、游標(biāo)卡尺等（圖 1-23）。
測(cè)量工具最小刻度的間隔值叫分度值，它決定測(cè)量的精確程度。如圖1-23 中的直尺的分度值為 1 mm，測(cè)量時(shí)只能精確到 1 mm。測(cè)量工具所能測(cè)量的范圍叫量程。使用測(cè)量工具通常需了解其分度值和量程。觀(guān)察你常用的刻度尺，說(shuō)說(shuō)它的分度值和量程分別是多少。
像測(cè)量長(zhǎng)度一樣，測(cè)量時(shí)間也需要確定的時(shí)間單位。人們很早就利用交替的晝夜、變化的四季等作為時(shí)間單位，如地球自轉(zhuǎn)一周為 1 天，地球公轉(zhuǎn)一周為 1 年。由于測(cè)量時(shí)間要求精準(zhǔn)，人們逐漸有了不同的時(shí)間單位。 在國(guó)際單位制中，時(shí)間的基本單位為秒（s）。人們根據(jù)需要，還使用時(shí)（h）、分（min）、毫秒（ms）、微秒（μs）等單位。它們之間的換算關(guān)系為
生活中人們常用鐘、表等工具測(cè)量時(shí)間。
時(shí)鐘是人們根據(jù)自然界物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律發(fā)明的計(jì)時(shí)工具（圖 1-24）。 古代，人們發(fā)明了利用陽(yáng)光下物體影子的變化規(guī)律來(lái)計(jì)時(shí)的時(shí)鐘——日晷；利用細(xì)沙、水的流動(dòng)規(guī)律來(lái)計(jì)時(shí)的時(shí)鐘——沙漏、水鐘等。后來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)了物體的擺動(dòng)規(guī)律，發(fā)明了擺鐘。隨著對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)的深入，人們又發(fā)明了利用分子、原子運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)計(jì)時(shí)的石英表、原子鐘等。
實(shí)驗(yàn)：長(zhǎng)度與時(shí)間的測(cè)量
不同情況下，人們對(duì)測(cè)量結(jié)果精確度的要求并不相同。當(dāng)精確度要求不高時(shí)，可借助自然現(xiàn)象或身邊的物品進(jìn)行估測(cè)（圖 1-25）；當(dāng)精確度要求較高時(shí)，則要選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量工具進(jìn)行測(cè)量。下面我們使用刻度尺和秒表來(lái)分別測(cè)量長(zhǎng)度和時(shí)間。
1. 學(xué)會(huì)使用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度。 2. 學(xué)會(huì)使用秒表測(cè)量時(shí)間。
一、用刻度尺測(cè)量課本的長(zhǎng)和寬 1. 觀(guān)察刻度尺。了解你使用的刻度尺的零刻度線(xiàn)、分度值和量程。 2. 正確放置刻度尺。將刻度尺的零刻度線(xiàn)與被測(cè)量物體的一端對(duì)齊，有刻度的一邊要緊貼被測(cè)量物體，且與被測(cè)邊保持平行。
3. 讀出被測(cè)量物體的長(zhǎng)度。如圖 1-26（a）所示為測(cè)量鉛筆長(zhǎng)度時(shí)的正確讀數(shù)方法。讀數(shù)時(shí)視線(xiàn)要與尺面垂直，注意估讀到分度值的下一位，并注明測(cè)量單位［圖 1-26（b）］。
4.* 測(cè)量 3 次物理課本的長(zhǎng)和寬，將測(cè)得的數(shù)據(jù)如實(shí)記入表 1-1 中。
二、用秒表測(cè)量脈搏跳動(dòng) 30 次的時(shí)間 1. 了解秒表。觀(guān)察秒表（圖 1-27）的量程、大表盤(pán)和小表盤(pán)的分度值，會(huì)讀秒表記錄的時(shí)間。 2. 熟悉秒表的使用。能進(jìn)行調(diào)零、上發(fā)條、啟動(dòng)、暫停、歸零等操作。 3. 用秒表多次測(cè)量你脈搏跳動(dòng) 30 次的時(shí)間，將測(cè)得的數(shù)據(jù)記入你設(shè)計(jì)的表格。
將測(cè)量的平均值作為測(cè)量結(jié)果，寫(xiě)出你的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
1. 比較不同實(shí)驗(yàn)小組的測(cè)量結(jié)果，如有不同，請(qǐng)討論產(chǎn)生差異的原因。 2. 討論怎樣根據(jù)脈搏跳動(dòng)的次數(shù)來(lái)估測(cè)時(shí)間。
科學(xué)測(cè)量中需注意測(cè)量誤差。由于客觀(guān)或主觀(guān)因素，如測(cè)量工具、測(cè)量方法、測(cè)量者等的影響，測(cè)量值和真實(shí)值之間總存在一定的偏差。這種偏差稱(chēng)為測(cè)量誤差，簡(jiǎn)稱(chēng)誤差。 測(cè)量中，誤差是不可避免的，但可以減小。通常，我們可通過(guò)選用更精密的測(cè)量工具、改進(jìn)測(cè)量方法、多次測(cè)量取平均值等方法減小誤差。
1. 請(qǐng)查閱資料，整理實(shí)驗(yàn)記錄等，完成“測(cè)量長(zhǎng)度與時(shí)間”的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中通常應(yīng)包含實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)論和交流討論等內(nèi)容。
2. 請(qǐng)給下列長(zhǎng)度填上合適的單位。 （1）某同學(xué)的身高是 165 ____ ；（2）一支鉛筆的長(zhǎng)度是 1.8 ____ ； （3）一元硬幣的厚度約為 1.9 ____ ； （4）某間教室的高度約為 3.1 ____ 。
3. 請(qǐng)換算下列單位。 （1）1.2 h = ____ min = ______ s； （2）12 cm = ____ m = ____ mm = _________ nm。
4. 小明按照?qǐng)D 1-28 所示方法測(cè)量一根金屬條的長(zhǎng)度，該金屬條的長(zhǎng)度為 _________。
5. 請(qǐng)判斷下列關(guān)于誤差的說(shuō)法是否正確，并說(shuō)明理由。 （1）誤差就是錯(cuò)誤，可以通過(guò)努力避免誤差； （2）使用更精密的測(cè)量工具，可以減小誤差； （3）同一物理量，多次測(cè)量取平均值不能減小誤差； （4）改進(jìn)測(cè)量方法，可以減小誤差。
(1)不正確；誤差是在正確測(cè)量的情況下，測(cè)量值與真實(shí)值之間存在的差異，因此誤差只能盡量減小，不能避免。(2)正確；儀器越精密，分度值越小，誤差越小，測(cè)量值越接近真實(shí)值。(3)不正確；多次測(cè)量取平均值是減小誤差常用的方法。(4)正確；改進(jìn)測(cè)量方法，可以減小由于測(cè)量方法的限制而引起的誤差。
7. 與同學(xué)合作，估測(cè)你的身高、步長(zhǎng)；估測(cè)教室內(nèi)黑板的長(zhǎng)和寬；用身體的某些部位或身邊的物品作為“尺”，估測(cè)物體的長(zhǎng)度。
6. 請(qǐng)通過(guò)使用秒表提高自己估測(cè)時(shí)間的準(zhǔn)確度。試試看，你能否每 1 s 數(shù) 1 個(gè)數(shù)字。
提示：中學(xué)生的身高約為1.6m，步長(zhǎng)約為50cm；黑板的長(zhǎng)約3~4 m，寬約1~1.5 m。
8.* 請(qǐng)?jiān)囋嚕海?）用刻度尺測(cè)量物理課本的一張紙的厚度； （2）用刻度尺測(cè)量一根鐵絲的橫截面的直徑。

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第三節(jié) 測(cè)量：長(zhǎng)度與時(shí)間

版本： 滬科版（2024）

年級(jí)： 八年級(jí)全冊(cè)（2024）

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