一、长度的估测
1.单位的概念 测量某个物理量时用来进行比较的标准量叫作单位。为方便交流,国际计量组织制订了一套国际统一的单位,叫作国际单位制(简称 SI)。
2.长度的单位 在国际单位制中,基本单位是米(m),其他单位有:千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)。
3.估测法 是利用物理概念、规律、物理常数和常识对物理量的数值、数量级进行快速计算以及对取值范围合理估测的方法,运用估测法计算的问题称为估测题。必须注意对一些物理量的单位及单位换算要有正确的认识,如要知道1m、1dm、1cm有多长。
4.长度单位之间的换算
1km=1000m;1dm=0.1m; 1cm=0.01m;1mm=0.001m; 1μm=0.000001m; 1nm=0.000000001m;
1米=10分米=100厘米=1000 毫米=10⁶微米=10⁹纳米。
5.科学计数法
我们把大于10 的数记成a×10ᵃ 的形式,其中 a 是整数数位只有一位的数(即1≤a<10,n是正整数)。这种记数法叫作科学计数法。
6.常见的物体长度
某同学身高160cm 手指宽1.5cm 教室课桌高78cm 乒乓球的直径约是 40mm
手臂长 74cm 教室门的宽度是 95cm 一本物理书长26.7cm 一元硬币的直径 18.0mm
二、长度的测量及方法
1.长度的测量
长度的测量是最基本的测量,最常用的工具是刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、米尺、激光测距仪等。长度测量的准确程度是由刻度尺的最小刻度(刻度尺上两条相邻刻线间的距离)决定的,在实际的测量中要求选择合适的测量工具。会正确使用刻度尺测量物体的长度(包括直接测量和间接测量)。
刻度尺的使用方法:
(1)认识刻度尺:①零刻度线;②量程:测量的最大范围;③最小刻度值;每一最小格所表示的长度(也叫分度值,分度值越小,测量越精确)。
(2)放正确:零刻度线对准被测物体的一端,刻度尺的刻度要紧贴被测物体(倾斜造成读数偏大)。
(3)看正确:视线要与尺面垂直(视线偏左读数偏大,视线偏右读数偏小)。
(4)读正确:先读被测物体的准确值,即读到最小刻度值,再估读到最小刻度的下一位即估计值。
(5)记正确:记录数值=准确值 估计值 单位(无单位的记录是没有意义的)。
零刻度线磨损的尺可以从尺的某一清晰刻线量起,但一定要注意读数时减去起点长度。
2.测量长度的几种特殊方法
(1)积累取平均值法:利用测多求少的方法来间接 地测量。
如:测量一张纸的厚度、细铁丝的直径等。
H=H/n(其中h是每张纸的厚度,n是纸张数目,注意不是书的页码数),纸张数目
(2)滚轮法:测较长曲线的长度时,可先测出一个轮子的周长。当轮子沿着曲线从一端滚到另一端时,记下轮子滚动的圈数。长度=周长×圈数。如:测量操场的周长。
(3)化曲为直法:测量一段较短曲线的长,可用一根没有弹性或弹性不大的柔软棉线一端放在曲线的一端处,逐步沿着曲线放置,让它与曲线完全重合,在棉线上做出终点记号。用刻度尺量出两点间的距离,即为曲线的长度。如:测量地图上两点间的距离。
(4)组合法:有些长度很难直接测量,如球的直径、圆锥体的高度等,这时可以使用辅助器材配合测量。如:测量硬币的直径,乒乓球直径等。
3.有关误差
测量值和真实值之间的差异叫作误差,我们不能消灭误差,但应尽量减小误差。误差的产生与测量仪器、测量方法、测量的人有关。
减少误差方法:多次测量求平均值、选用精密测量工具、改进测量方法。
误差与错误的区别:误差不是错误,错误不该发生能够避免,误差永远存在不能避免。
一、长度的估计测量
要学会从生活体验中理解物理知识和物理规律,并且能将物理知识和物理规律用于对生活现象和生活常识的简单解释。估测是一种科学的近似计算,它不仅是一种常用的解题方法和思维方法,而且是一种重要的科学研究方法,在生产和生活中也有着重要的作用。笔者就最近几年各地试卷中出现的估测题进行简单的分析和研究后发现,要想做好估测题,就要有在日常生活中粗略估测长度的经验。
【例1】下列对一些常见物体的估测最恰当的是( )。
A. 中学生课桌高度约 80cm B.物理课本长度约 50cm.
C.学校教室的长度约 20cm D.学生用笔直径约 4cm
【例2】12岁的李明一年内明显长高了,他增长的高度可能是( )。
A.8cm B.8mm C.8dm D.8μm
【变式训练1】给下列各空填上合适的单位:
(1)赵飞的身高 165 ; (2)钱明的铅笔直径是0.80 ; (3)操场的长为 125.0 ; (4)京沪铁路长为 1420 。
【变式训练2】小胖在测量记录中忘记了写单位,下列数据的单位是“mm”的是( )。
A.物理课本一张纸的厚度是 70 B.茶杯的高度是 10
C.物理书的长度是 252 D.他自己的身高是16.7
【变式训练3】下面对一些事例的估计,其中最接近实际的是( )。
A.手指的宽度约为 10cm B.一个苹果的质量约为 150g
C.篮球的直径约为 25mm D.500mL瓶装饮料的质量约为 50kg
二、单位的换算及科学计数法 【例】下列单位换算式中,正确的是( )。
A.6300km=6300×1000=6.3×10⁶m B.6300km=6300km×1000m=6.3×10⁶m
C.6300km=6300×1000m=6.3×10⁶m D.6300km=6300km×1000=6.3×10⁶m
【变式训练】下列单位换算过程中正确的是( )。
A.1.8米=1.8×1000=1800毫米 B.1.8米=1.8米×1000=1800毫米
C.1.8米=1.8米×1000 毫米=1800 毫米 D.1.8米=1.8×1000 毫米=1800 毫米
三、刻度尺的使用 正确使用刻度尺,应做到“五会”:
(1)会认:必须了解以下三点后才能使用刻度尺。
①零刻度线 的位置:如零刻度线磨损,可选用其他清晰刻度作为测量起点。
②量程:又称测量范围,即刻度尺一次能测量的最大长度。如被测长度超过量程,可重复使用刻度尺或换用其他大量程的测量工具。
③分度值:又称最小刻度。刻度尺上两条相邻刻度线间的距离。其值应包含数字和单位两部分。
(2)会放:使用时应将刻度尺放正,不要歪斜,要把刻度尺的刻度紧贴被测物。
(3)会看:读数时视线应经过被测物体末端与尺相交的位置并与尺面垂直。
(4)会读:根据刻度尺的分度值读出准确数值,并估读到分度值的下一位。
(5)会记:记录测量数据,应记录准确数字,估读数字和所记录数据的单位。
【例1】如图 2所示,用刻度尺测量铅笔的长度,测量方法正确的是( )。
【例2】在用刻度尺测量物体的长度时,下列要求中错误的是( )。
A.测量时刻度尺不能倾斜
B.测量时必须从刻度尺的左端量起
C.读数时视线应垂直刻度尺
D.记录测量结果时必须在数字后面说明单位
【例3】如图3 所示,刻度尺测量长度时放斜了造成的结果是什么?零刻度线磨损了怎么办?视线偏左或偏右时,读数会怎样?
【变式训练1】图 4为用刻度尺测量物体长度时的读数,其中读数方法正确的是( )。