初中物理《物體的尺度與測(cè)量》教學(xué)設(shè)計(jì)
初中物理《物體的尺度與測(cè)量》教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo)
1.學(xué)會(huì)使用秤測(cè)量物體的長(zhǎng)度并正確記錄測(cè)量結(jié)果。
2. 知道讀數(shù)后，估計(jì)最小刻度的下一位數(shù)字。
3、知道測(cè)量存在誤差，并取多次測(cè)量的平均值，以減少誤差。知道錯(cuò)誤和錯(cuò)誤之間的區(qū)別。
4.學(xué)會(huì)使用量筒和量杯測(cè)量不規(guī)則形狀物體的體積。
5、培養(yǎng)學(xué)生初步運(yùn)用物理知識(shí)解決生活實(shí)際問(wèn)題的能力。
教學(xué)重點(diǎn)
1. 使用秤測(cè)量物體的長(zhǎng)度。
2、用量筒、量杯測(cè)量物體體積的方法。
教學(xué)難點(diǎn)
1.估讀法。
2、量筒讀數(shù)時(shí)的注意事項(xiàng)。
3、誤差與誤差的區(qū)別。
實(shí)驗(yàn)設(shè)備
教師：教學(xué)秤、立方木塊、卷尺、螺旋千分尺、游標(biāo)卡尺
學(xué)生：學(xué)生自帶透明三角尺、木塊、量筒、石子、水、細(xì)線
學(xué)生課前準(zhǔn)備
透明三角尺
教學(xué)過(guò)程
1.物質(zhì)世界的幾何尺度
讓學(xué)生觀察老師準(zhǔn)備的掛圖，比較兩條線段的大小和兩個(gè)圓的面積，然后讓學(xué)生上臺(tái)用尺子測(cè)量，回答問(wèn)題：是視力總是可靠的嗎？然后舉例說(shuō)明，比如時(shí)間長(zhǎng)短、溫度等。根據(jù)我們的感覺(jué)直接判斷并不總是可靠的。不僅難以精確，有時(shí)甚至可能是錯(cuò)誤的。
在觀察和實(shí)驗(yàn)中，常常需要對(duì)各種物理量做出準(zhǔn)確的判斷。為了獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，必須使用測(cè)量?jī)x器來(lái)測(cè)量。例如，天平用于測(cè)量物體的長(zhǎng)度，天平用于測(cè)量物體的質(zhì)量，時(shí)鐘用于測(cè)量時(shí)間的長(zhǎng)度，溫度計(jì)用于測(cè)量溫度。
長(zhǎng)度是最基本的物理量。要求學(xué)生看書(shū)第25頁(yè)的圖片，了解宇宙、地球、上海金茂大廈、粒子的尺度。在生產(chǎn)、生活、物理實(shí)驗(yàn)中，常常需要測(cè)量長(zhǎng)度。 （例如）測(cè)量長(zhǎng)度的方法和儀器有很多種，其中秤是常用的測(cè)量長(zhǎng)度的工具。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用秤也有助于我們學(xué)習(xí)使用其他測(cè)量?jī)x器，了解測(cè)量的初步知識(shí)。
2. 長(zhǎng)度單位
要測(cè)量任何物理量，必須指定其單位。學(xué)生已經(jīng)知道“米”是長(zhǎng)度單位。應(yīng)該告訴學(xué)生，米是國(guó)際統(tǒng)一的基本長(zhǎng)度單位，其他長(zhǎng)度單位都是從米派生出來(lái)的。米的符號(hào)是m。其他常用的長(zhǎng)度單位有公里、分米、厘米、毫米、微米和納米。其代表符號(hào)為km、dm、cm、mm、μm、nm。 （通常量表上的單位標(biāo)記都是用符號(hào)來(lái)表示的，為了使學(xué)生能夠順利觀察量表，應(yīng)介紹單位的代表符號(hào)。）
通過(guò)列舉例子，學(xué)生可以對(duì)米、分米、厘米、毫米等單位長(zhǎng)度有一個(gè)大概的了解。例如：常用鉛筆芯的直徑約為1毫米，拇指的寬度約為1厘米，手掌的寬度約為1分米，成人腿的長(zhǎng)度約為1米，即光年長(zhǎng)。
3、正確使用體重秤
了解了長(zhǎng)度單位后，我們?cè)俳榻B幾種測(cè)量長(zhǎng)度的工具，包括標(biāo)尺、螺旋千分尺、游標(biāo)卡尺。下面說(shuō)明螺旋千分尺和游標(biāo)卡尺用于精密測(cè)量。目前我們只需要掌握尺度的常用用法即可。那么如何使用秤呢？概括這個(gè)量表有四個(gè)詞：識(shí)別、測(cè)量、閱讀和記憶。
①識(shí)別：了解刻度，了解刻度的零標(biāo)是否磨損，量程和分度值是多少？測(cè)量范圍是秤可以測(cè)量的最大范圍；分度值是指兩條刻度線之間的距離，以前稱(chēng)為最小刻度值。
②數(shù)量：這是衡量的方法。測(cè)量時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)。零刻度線應(yīng)與被測(cè)物體對(duì)齊。如果零刻度線磨損初中物理作業(yè)設(shè)計(jì)，則其他刻度線應(yīng)與被測(cè)物體對(duì)齊。結(jié)束讀數(shù)應(yīng)與起始讀數(shù)對(duì)齊。差異在于被測(cè)量物體的長(zhǎng)度。刻度線應(yīng)靠近并平行于被測(cè)物體，表示使用厚刻度（圖2-7）。
③讀數(shù)：讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)垂直于尺面。另外，在物理實(shí)驗(yàn)中，往往要求測(cè)量長(zhǎng)度更加精確。這時(shí)就需要估計(jì)讀數(shù)，即估計(jì)分度值的下一位。 （困難）。估計(jì)值不是精確值，但它是有效值。
讓學(xué)生使用透明三角形來(lái)測(cè)量紙條的寬度。首先區(qū)分三角形的正反面，然后要求學(xué)生將三角形倒過(guò)來(lái)使用（即有比例的一面朝上）。學(xué)生測(cè)量時(shí)，故意將身體向左或向右傾斜，并要求學(xué)生回答兩個(gè)讀數(shù)是否相同？ （不，尺子越粗，兩個(gè)讀數(shù)之間的差異就越大）。這兩個(gè)讀數(shù)哪個(gè)是正確的？ （都不正確）。如何讀取才能得到正確的值？引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)讀書(shū)的視線規(guī)則：讀書(shū)時(shí)，視線應(yīng)垂直于尺面。 （參見(jiàn)課本中的圖2-7）。將零刻度與被測(cè)物體的一端對(duì)齊時(shí)也應(yīng)遵循這一規(guī)則。
請(qǐng)學(xué)生將三角尺翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，重復(fù)上述測(cè)量。此時(shí)，身體左右兩側(cè)的讀數(shù)基本相同。由此可以得出，測(cè)量時(shí)放置標(biāo)尺的正確方法是使標(biāo)尺刻度靠近被測(cè)物體的首尾。如果刻度尺是不透明的（如鋼尺、木尺），應(yīng)該如何放置？用課本圖2-7總結(jié)一下使用秤的放置規(guī)則：秤應(yīng)“直立”放置，不能歪斜。 （標(biāo)尺面應(yīng)垂直于被測(cè)量物體的表面。如果學(xué)生不理解這些三維幾何術(shù)語(yǔ)，可以用“站立”的說(shuō)法來(lái)代替。可以用演示的方法幫助學(xué)生理解。）
要求學(xué)生按照上述放置和瞄準(zhǔn)規(guī)則正確放置刻度，并將零刻度與紙張的一側(cè)對(duì)齊。查看紙張另一側(cè)靠近它的刻度線。讀出這個(gè)刻度的值，也就是紙。的寬度。如果需要更精確的測(cè)量，則應(yīng)估計(jì)最小刻度值的下一位。這是使用秤時(shí)的讀數(shù)規(guī)則。
有效數(shù)字只需要學(xué)生有一定的了解即可。需要強(qiáng)調(diào)的是，最后一個(gè)估計(jì)數(shù)字是有意義的。因此，估計(jì)數(shù)字及其前面的數(shù)字均為有效數(shù)字。
④切記：測(cè)量完成后，必須記錄測(cè)量結(jié)果。測(cè)量結(jié)果由數(shù)字和單位組成。僅沒(méi)有單位的數(shù)字是不夠的。你應(yīng)該知道如何根據(jù)記錄（難度）來(lái)判斷所使用的量表的分度值。列出幾個(gè)無(wú)單位的數(shù)字，并說(shuō)使用這組數(shù)字是沒(méi)有用的。測(cè)量結(jié)果記錄應(yīng)由數(shù)字和單位組成。對(duì)于任何物理量的測(cè)量結(jié)果，只有標(biāo)明單位數(shù)據(jù)才有意義。
4. 錯(cuò)誤
測(cè)量時(shí)，需要用眼睛估計(jì)最小刻度值的下一位數(shù)字。否則，估計(jì)不可能非常準(zhǔn)確。測(cè)量值與真實(shí)值之間必然存在差異。這種差異稱(chēng)為誤差。任何測(cè)量都存在誤差。有的同學(xué)可能認(rèn)為物體的末端正好對(duì)著刻度線，測(cè)量結(jié)果就應(yīng)該準(zhǔn)確。事實(shí)上，任何刻度線都有一定的寬度，“正好與刻度線相對(duì)”也是估計(jì)的。此時(shí)，最小刻度值的下一個(gè)估計(jì)位為零。 （預(yù)計(jì)閱讀數(shù)為“零”，很容易被忽視，提醒同學(xué)注意。）可見(jiàn)留學(xué)之路，測(cè)量誤差是不可避免的。
錯(cuò)誤與錯(cuò)誤不同。測(cè)量時(shí)，由于不遵守規(guī)則，視線偏轉(zhuǎn)而產(chǎn)生測(cè)量誤差。錯(cuò)誤應(yīng)該而且可以避免。
測(cè)量誤差是不可避免的。除了估算誤差外，還有其他原因造成的誤差。如儀器本身的不準(zhǔn)確、環(huán)境溫濕度變化的影響等，都是造成誤差的原因。錯(cuò)誤無(wú)法消除，只能最小化。減少誤差的措施有很多，其中平均法簡(jiǎn)單有效。
在測(cè)量中，有時(shí)估計(jì)值太大，有時(shí)又太小，從而使多次測(cè)量的平均值更接近真實(shí)值。
5. 體積的測(cè)量
學(xué)會(huì)了長(zhǎng)度的測(cè)量之后，體積的測(cè)量在我們的生活中也非常重要。任何物體都必須占據(jù)一定的三維空間初中物理作業(yè)設(shè)計(jì)，即具有一定的體積。對(duì)于有規(guī)則形狀的物體，如長(zhǎng)方體、正方體、球體等，只要測(cè)量出它們的長(zhǎng)、寬、高或直徑，就可以計(jì)算出它們的體積。但對(duì)于液體的體積，必須使用特殊的儀器來(lái)測(cè)量，例如量筒和量杯。而對(duì)于形狀不規(guī)則的固體，必須采用特殊的方法來(lái)間接測(cè)量其體積。
要求學(xué)生觀察桌上的量筒，根據(jù)書(shū)第28頁(yè)圖2-9識(shí)別量筒和量杯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
1、體積單位：國(guó)際單位為米3，實(shí)際應(yīng)用中還有分米3、厘米3、毫米3、升、毫升等。它們的符號(hào)是m3、dm3、cm3、mm3、L、mL、1L=1dm3。并簡(jiǎn)單介紹一下體積單位的換算。
2、了解量筒的測(cè)量范圍和分度值。
3、讀數(shù)量筒時(shí)，注意視線與凹水面的底部或凸水銀面的頂部齊平。
4、實(shí)驗(yàn)：讓學(xué)生將一定體積的水加入量筒中，并正確讀出水的體積。
了解了量筒的用途之后，我們來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下量杯，并強(qiáng)調(diào)量杯的顯示特性與量筒的顯示特性不同。由于量杯的形狀特點(diǎn)，量杯上的刻度不均勻。
介紹完量筒的用途后，提出問(wèn)題：如何測(cè)量辦公桌上不規(guī)則形狀石頭的體積？ （讓學(xué)生讀完書(shū)第28頁(yè)并做，思考如何測(cè)量石頭的體積）
教師講解：我們只需借助排開(kāi)的水的體積來(lái)間接測(cè)量石頭的體積即可。首先，在量筒中加入一定體積的水，然后用細(xì)繩綁住小石頭，慢慢放入水中（解釋一下為什么要用細(xì)繩綁住，慢慢放入水中）。這時(shí)，水面上升。分別讀取第一、第二量筒的讀數(shù)。將兩個(gè)讀數(shù)相減即可得出石頭的體積。該方法測(cè)量不規(guī)則形狀固體的體積，將在未來(lái)的研究中經(jīng)常使用。
學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師對(duì)個(gè)別學(xué)生的操作進(jìn)行檢查和糾正。 （實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求學(xué)生整理實(shí)驗(yàn)設(shè)備）
6. 課程總結(jié)
1.我們學(xué)會(huì)了使用秤和量筒來(lái)測(cè)量物體的長(zhǎng)度和體積。
2、注意秤的使用規(guī)則和讀數(shù)。
3.再次強(qiáng)調(diào)錯(cuò)誤與誤差的區(qū)別。
4、反復(fù)使用量筒測(cè)量不規(guī)則形狀物體體積的方法。
7.布置作業(yè)
1. 課文第28頁(yè)作業(yè)的問(wèn)題1、2和3。
2.在家中用秤測(cè)量物理書(shū)的長(zhǎng)度和寬度，要求估計(jì)并做好記錄。
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