一、 物体的尺度及其测量教学目标 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。 4、学会用量筒和量杯测量不规则形状物体的体积。 5、培养学生初步应用物理知识解决生活实际问题的能力。 教学重点 1、用刻度尺测量物体的长度的方法。2、用量筒和量杯测量物体的体积的方法。 教学难点 1、估读的方法。 2、量筒读数时的注意点。 3、误差与错误的区别。 实验器材 教师：示教刻度尺、方体木块、卷尺、螺旋测微器、游标卡尺 学生：学生自备透明三角尺、木块、量筒、石块、水、细线 学生课前准备 透明三角尺 教学过程 一、物质世界的几何尺度 让学生观察教师预先准备好的挂图，比较两条线段和两个圆面积的大小，再让学生上台用尺子量量，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。 长度是最基本的物理量，要求学生看书第25页图，了解宇宙、地球、上海的金茂大厦、微粒的尺度。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。 二、长度的单位 \n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、纳米。它们的代表符号分别是km、dm、cm、mm、μm、nm。(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，光年的长度。 三.正确使用刻度尺 对单位用单位的长度有所了解后，介绍几种测量长度的工具，分别介绍刻度尺、螺旋测微器、游标卡尺，说明螺旋测微器、游标卡尺用于精确的测量，我们目前只需掌握普通刻度尺的使用。那么如何使用刻度尺呢？对于刻度尺的总结一下，有四个字，那就是认、量、读、记。①认：就是认识刻度尺，认识认识刻度尺的零刻线是否磨损，量程以及分度值是多少？量程就是刻度尺能测量的最大范围；分度值是指两刻度线之间的距离，在以前叫做最小刻度值。 ②量：就是如何测量，在测量是要注意两点,零刻线对准被测物体,如果零刻线磨损了,则应让其它刻度线对准被测物体,未端读数与起点读数之差,就是被测物体长度。刻度线应紧贴并平行被测物体,说明厚刻度尺的使用(图2-7)。 ③读：在读数时，视线应与尺面垂直，此外，在物理实验中，测量长度往往要求比较精确,此时,就要进行估读,即:要估读到分度值的下一位(难点)。估读值不是一个精确的值，但也是一个有效值。 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：数时，视线要与尺面垂直。(可参照课本图2-7)。在将零刻度对准被测物体的一端时，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2-7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。 有\n效数字只要求学生有所了解，着重讲清最后一位估读数字是有意义的，此，估读的数字及其前面的数字都是有效数字。 ④记：测量完了，就要记录测量结果，测量结果由数字和单位组成。只有数字而没有单位是不行的，应懂得根据记录来判断所使用的刻度尺的分度值（难点）。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。 四、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。任何测量都存在误差。或许有的同学会认为物体的末端恰好对着刻度线，测量的结果应是准确的。其实，任何刻度线都有一定的宽度，"恰好对着刻度线"也是估计的，这时最小刻度值的下一位估读数字是零。(估读数字为"零"，容易被忽视，要提醒学生注意。)由此可见，测量中存在误差是不可避免的。 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。五、体积的测量 学习了长度的测量后，在我们的生活中体积的测量也是非常重要的，任何物体都要占据一定的立体空间，也就是具有一定的体积，对于具有规则形状的物体，如长方体、正方体、球体等，只要测量出它们的长、宽、高或直径，就可以算出它们的体积。但是对于液体的体积，就要用专门的仪器测量，如量筒、量杯。并且对于形状不规则的固体，就要用特殊的方法间接测量它们的体积。 要求学生观察桌上的量筒，结合书第28页图2-9，认清量筒和量杯的结构特点。 1、体积的单位：国际单位是米3，实际应用中还有分米3、厘米3、毫米3、升、毫升，它们的符号分别是m3、dm3、cm3、mm3、L、mL,1L=1dm3。并简单介绍体积单位的换算。 2、认识量筒的量程、分度值。 3、量筒读数时要注意视线要同凹形水面的底相平，或与凸形水银面的顶相平。 \n实验：让学生在量筒中到入一定体积的水，并正确读出水的体积。明白了量筒的使用，再简单介绍量杯，强调量杯的示数特点与量筒不同，由于量杯的形状特点，所以量杯上的刻度是不均匀的。 在介绍完量筒的使用后，提出问题：如何测出你们桌面上的不规则形状的石块的体积呢？（要求学生看书第28页的做一做，并思考测量石块体积的方法） 教师讲解：我们只要借助排开水的体积间接测量出这个石块的体积，先在量筒中到入一定体积的水，然后用细线绑住小石块，慢慢放入水中（说明为什么要用细线绑着慢慢放入水中），此时水面上升，分别读出前、后两次量筒的示数，将两次的示数相减，就可以得到石块的体积。这种方法测量不规则形状固体的体积，以后在学习中将经常用到。 学生分组实验，教师巡视，并对个别学生的操作提出更正。（实验结束后，要求学生整理实验器材） 六、课堂小结 我们学习了利用刻度尺和量筒测量物体的长度和体积。 注意刻度尺的使用规则和读数。 再次强调误差与错误的区别。 重复利用量筒测量不规则形状物体体积的方法。 七、布置作业 课文第28页作业第1、2、3题。 在家中利用刻度尺测量自己物理书的长和宽，要求估读，并作好记录。 课时作业设计 1、用刻度尺测量时,尺要沿着物体的,不利用磨损的,读数时,视线要与尺面,在精确测量时,要估读到 的下一位。 2、某人测得一本字典正400页厚度为18.0mm,则该字典正文每张纸厚度为 mm。 3、如图所示,物体的长度应记作 cm。 4、给下面的测量数据填上适当单位 某同学身高是15.86 教室的黑板长度是33.5 课本纸张的厚度约为0.08 武汉长江大桥全长为1750。 5、某同学利用柔软棉线测出地图上长江长63.00cm,北京至郑州铁路线长6.95cm。经查书,长江实际长度为6300km。则此地图的比例尺为 ,北京至郑州实际铁路线长为。 6、下列单位换算的写法中正确的是: A.12cm＝12×1/100＝0.12m B.12cm＝12cm×1/100=0.12m C.12cm＝12cm×1/100m＝0.12m D.12cm＝12×1/100m＝0.12m 7、给你一段涤良线（柔软、弹性较小的一种线）和一把刻度尺,你怎样测出如图所示曲线的长度？ \n8、如图，把金属块放入装有70cm3水的量筒内，量筒中水面如图2所示，则金属块的体积是cm3。 9、完成下列单位换算： （1）156cm=m=nm （2）500mL=L （3）300cm3=m3=mm3 补充资料 纳米材料的特殊性质 随着颗粒尺寸的量变，在一定条件下会引起颗粒性质的质变。由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。对超微颗粒而言，尺寸变小，同时其比表面积亦显著增加，从而产生如下一系列新奇的性质。（1）特殊的光学性质 当黄金被细分到小于光波波长的尺寸时，即失去了原有的富贵光泽而呈黑色。事实上，所有的金属在超微颗粒状态都呈现为黑色。尺寸越小，颜色愈黑，银白色的铂（白金）变成铂黑，金属铬变成铬黑。由此可见，金属超微颗粒对光的反射率很低，通常可低于l％，大约几微米的厚度就能完全消光。利用这个特性可以作为高效率的光热、光电等转换材料，可以高效率地将太阳能转变为热能、电能。此外又有可能应用于红外敏感元件、红外隐身技术等。（2）特殊的热学性质 固态物质在其形态为大尺寸时，其熔点是固定的，超细微化后却发现其熔点将显著降低，当颗粒小于10纳米量级时尤为显著。例如，金的常规熔点为1064C，当颗粒尺寸减小到10纳米尺寸时，则降低27℃，2纳米尺寸时的熔点仅为327C左右；银的常规熔点为670C，而超微银颗粒的熔点可低于100℃。因此，超细银粉制成的导电浆料可以进行低温烧结，此时元件的基片不必采用耐高温的陶瓷材料，甚至可用塑料。采用超细银粉浆料，可使膜厚均匀，覆盖面积大，既省料又具高质量。日本川崎制铁公司采用0．1～1微米的铜、镍超微颗粒制成导电浆料可代替钯与银等贵金属。超微颗粒熔点下降的性质对粉末冶金工业具有一定的吸引力。例如，在钨颗粒中附加0.1％～0.5％重量比的超微镍颗粒后，可使烧结温度从3000℃降低到1200～1300℃，以致可在较低的温度下烧制成大功率半导体管的基片。（3）特殊的磁学性质人们发现鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趋磁细菌等生物体中存在超微的磁性颗粒，使这类生物在地磁场导航下能辨别方向，具有回归的本领。磁性超微颗粒实质上是一个生物磁罗盘，生活在水中的趋磁细菌依靠它游向营养丰富的水底。通过电子显微镜的研究表明，在趋磁细菌体内通常含有直径约为2′10-2微米的磁性氧化物颗粒。小尺寸的超微颗粒磁性与大块材料显著的不同，大块的纯铁矫顽力约为80安／米，而当颗粒尺寸减小到2′10-2微米以下时，其矫顽力可增加1千倍，若进一步减小其尺寸，大约小于6′10-3微米时，其矫顽力反而降低到零，呈现出超顺磁性。利用磁性超微颗粒具有高矫顽力的特性，已作成高贮存密度的磁记录磁粉，大量应用于磁带、磁盘、磁卡以及磁性钥匙等。利用超顺磁性，人们已将磁性超微颗粒制成用途广泛的磁性液体。
