初中物理物体的尺度及其测量教案

1 第二章 物质世界的尺度、质量和密度

第一节 物体的尺度及其测量

一、教学背景分析

初中物理课程标准中对本节内容的要求是这样的：“对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的了解。”本节课需要大致了解物质世界从微观到宏观的基本尺度；知道长度和体积的单位及其换算关系，会正确使用刻度尺和量筒测物体的长度和体积。教材重点介绍了长度和体积的单位和测量，这些知识是学习物质的一种属性——密度的基础。

学生在以前的学习中对长度和体积具有一定的基础，但是缺乏正确性和规范性，特别是测量工具使用的细节；对于单位换算，由于学生科学计数法应用不熟练，会给单位换算带来一定的麻烦。总之，本节课的内容学习起来难度不大，但要从物理的角度去重新学习长度。

对于物质的几何尺度，主要让学生建立任何物体都有一定的尺度，都占有一定的空间的概念；在学习长度测量时，学生原有的知识会影响到新知识的学习，特别是学生很容易忘记在读数时要同时读出准确值和估计值，在教学中应多强调多练习；体积的测量主要学习量筒（杯）的使用。在学生掌握了这两种基本测量的基础上，还要注重测量方法的灵活运用，为密度的测量打下坚实的基础。

本节内容是初中物理实验测量的基础。尽管物理测量会涉及各种不同的量和测量工具，但在技能和方法上有很多共同之处。例如，需知道测量工具的量程和分度值，观察示数的方法相似，需同时记录数值和单位等，通过测量活动应注意培养学生认真、细致等严谨的科学态度和按实际测量进行记录的实事求是的科学精神，这也是以后从事任何工作必须具备的基本科学素养。教材中还渗透了一些特殊的测量方法，让人豁然开朗，可进一步激发学生学习科学的兴趣。

二、教学目标

1.能说出物质世界从微观到宏观的排序以及一些基本尺度的数量级。

2.知道国际单位制中长度的单位m和常用单位km、m、dm、cm、mm、μm、nm等之间的换算关系，并对m、dm、cm、mm等常用的长度单位形成具体观念。

2 3.知道体积的单位m3、dm3、cm3、mm3、L、mL及它们之间的换算关系，并形成具体的观念。

4.知道长度测量的常用工具是刻度尺，会恰当地选择和正确使用刻度尺测量物体的长度，明确正确使用刻度尺应做到四点，“放正紧靠、视线正对、注意估读、带好单位”。

5.知道用刻度尺测量规则固体体积的方法，会正确使用量筒（杯）测量液体的体积和不规则固体的体积，知道应用量筒测量读数时，视线要与凹形水面的底相平，或与凸形水银面的顶相平。

6.体验和感悟在日常生活、科学技术中经常要知道物体的尺度，要知道物体的尺度必须进行测量，测量时必须要有统一的测量标准、恰当的测量工具和正确的测量方法，体验刻度尺使用时的放法、视线的看法、读数的方法、记录的方法；量筒（杯）的读数方法。

7.能根据日常经验或物品去大致估测物体的长度；能根据日常经验或物品去大致估测物体的体积。

8.初步了解测量有误差，知道误差和错误不同，误差是只能减小不能避免的，而错误是应该完全避免的。

9.知道多次测量求平均值是减小人为因素造成误差的方法。

10.通过学习长度、体积的测量知识，体会测量在物理学中的重要性，养成细致、严谨的学习习惯。

三、教学重点和难点

教学重点：刻度尺和量筒、量杯的使用。

教学难点：1.长度的特殊测量方法。

2.长度和体积单位的换算。

四、教学过程

1.教学引入

提出问题：你知道教室的门大约有多高？太阳离我们有多远？世界上最高的山峰是多高？中国的长江有多长？你看到过最小的物体有多小？激发学生思考，引入“物质世界的几何尺度”。

3 物质世界的几何尺度是使学生对整个物质世界的尺度有一个大致的了解。

展示图片：世界上最高的山峰珠穆朗玛峰的海拔高度，中国最长的河流长江的长度，地球的半径，人眼能分辨出沙粒、头发等微小物体的直径，这是学生身边熟悉的一些物体的尺度。

展示图片：太阳和地球的距离，仙女座大星云的直径，人们目前可以观察到宇宙的范围，组成生物的基本单位细胞的大小，组成物质的分子、原子、电子、和其他基本微粒的尺度，这是学生不太熟悉、了解较少的一些物体尺度。

这样学生可以对物质世界尺度的数量级有一个比较全面的了解。为此教材通过图2-5用一条蛇从头到尾来形象地表示物质世界从宏观到微观尺度的大小排列关系，并且对人类自身的尺度提出了要有较为确切的数量级了解的要求。

2.“知识点”教学

●长度的测量

（1）长度的单位

人们在生活、生产和科研中，经常需要各种各样的测量。体检时量身高、体重、血压等，买菜时称一下菜有多重等。

小刚到学校医务室去体检，医务人员给小刚量完身高后告诉小刚他的身高是163。小刚的身高到底是多少呢？（学生讨论并得出正确的结果：163厘米或1米63）

讲解：上述问题告诉我们，测量时必须首先规定标准，标准就是被测量量的单位。为了世界各国交流的方便，1960年，国际上通过了一套统一的测量标准，叫国际单位制，简称SI。

在国际单位制中，长度的基本单位是米（m）。

合作体验，看谁比划得准：以同桌为一组，一名同学用双掌比划出印象中的1m，然后另一名同学用米尺去比较，同时修正两掌间的距离，然后角色互换。

讨论：说说你所知道的长度单位，并说出它与1m的关系。

在日常生活中，还常用到其他的长度单位：千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、纳米（nm）。它们之间的换算关系是：

1km＝103m； 1m＝103mm ； 1mm＝103μm；1μm＝103nm

1m＝10dm；1dm＝10 cm； 1 cm＝10 mm。

4 学生练习：

①在下列数据后面填上适当的单位：

某同学的身高是1.67 ；

物理书的长度是2.52 ；

一支铅笔的长度是18 ；

一元硬币的厚度约为2 。

②单位转换：

5.4km＝m＝nm

2.4nm＝mm＝km

1.5mm＝um＝m

③下列单位换算的写法中正确的是（）

A．14.5cm＝14.5×10-2＝0.145m

B．14.5cm＝14.5cm×10-2m＝0.145m

C．14.5cm＝14.5÷（100m）＝0.145 m

D．14.5cm＝14.5×10-2m＝0.145 m

（2）刻度尺

展示图片：让学生观察如图1所示的两个图形，判断AB长还是CD长。

学生回答后，实测一下，看估测得是否准确，从而引出常见测量长度的工具——刻度尺。

让学生先说出自己知道的测量长度的一些工具。教师展示出一些测量长度的工具，让学生观察。

活动：让三位同学分别用分度值为1mm、1cm和1dm的三把刻度尺测量同一物体的长度，并将测量结果记录在黑板上。再换三位同学重复前三位同学的工作。

结合这六位同学测量操作和记录的测量结果，开展刻度尺使用的学习。

利用三把分度值不同的尺子讲清楚分度值、量程、零刻度等概念。结合学生记录的长度测量结果讲清楚操作要求、读数要求以及记录结果要求。

刻度尺的正确使用方法： A B

C D

图1

5 ①观察刻度尺

使用刻度尺前必须观察。应观察：零刻度线的位置（以及零刻线是否磨损）、刻度尺的量程、刻度尺的最小分度。

②正确使用刻度尺

方法：放正紧靠：刻度尺的零刻线（或整刻线）对准被测物体的一端，刻度尺的刻度紧靠被测物体，不要歪斜。

看法：视线正对：读数时正对被测物体末端所对的刻度线。视线应与尺面垂直。

读法：注意估读：读数时读出准确值后再估计一位，数值包括准确值加估计值。

记法：带好单位：记录数值必须注明单位。

活动：让学生用手边的刻度尺来测量物理课本长和宽，及时落实正确使用刻度尺的方法。

（3）长度的特殊测量方法

展示图片：介绍长度的特殊测量方法。

①化曲为直：测量某个与被测量相等的量，用以代替对被测量的直接测量。例如：测量地图上某条大河的长度、铁路的长度、海岸线的长度等。可以用一根弹性不大的柔软丝线与地图上的曲线重合，并在两端点做好记号，然后将丝线拉直，用刻度尺测出两个记号间的距离即可。

先测出某个轮子的周长，让此轮子在被测曲线上滚动，记录滚动的圈数。然后用轮子周长乘以圈数就可得到曲线路径的长度。例如：测操场的长度、两个汽车站间的距离等。汽车的计程器就是根据这个原理制成的。

②累积法：把多个相同的微小量放在一起进行测量，再将测量结果除以被测量的个数，得出被测量值。例如：测纸张的厚度、邮票的厚度、硬币的厚度、头发的直径、细铜丝的直径等。

③卡尺法：当物体的长度不能直接测量时（如球的直径，圆锥体的高等），就要想办法把它等值平移到物体的外部，再用刻度尺测量。

●误差与错误

让同桌的学生测量同一本物理课本的宽和长，并将结果记录下来，让学生在

6 黑板上交流几组数据，一是可以请同学们自己发现、纠正测量中的错误，二是设问为什么测的结果不完全一样。由此指出测量总存在误差，也可以让学生讨论一下产生的原因有哪些，如何减小误差。最后指出错误与误差不同，常用的减小人为因素造成的误差的办法是多次测量求平均值，误差总是不可避免的。

●体积的测量

展示图片：带有体积标识的商品，如饮料瓶、洗发水瓶等，引导学生认识不同的体积标识，引出体积的概念。

体积是物体占有空间的大小。

体积的单位：国际单位是立方米，实际应用中还有立方分米、立方厘米、立方毫米、升、毫升。

介绍体积单位的换算。

1 m3＝103 dm3＝103 L；1 L＝1 dm3；1 dm3＝103 cm3＝103 mL；1 mL＝1 cm3

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。对液体来说，如何来测体积呢？

提问：在家里见过其他方法或工具测液体体积吗？

日常生活中，电饭煲、药瓶和针筒上都标有刻度，也可以用来测液体的体积。在实验室测量液体的体积，我们一般用量筒或量杯。

展示量筒和量杯：进行观察，回答以下问题。

（1）刻度单位：毫升。

（2）量程和最小刻度值。

（3）使用方法：量筒要放在水平桌面上；读数时视线要同凹形水面的底．相平，或与凸形水银面的顶．相平。

学生动手实验：练习使用量筒及读数。

如何测出不规则形状的石块的体积呢？

借助排开水的体积间接测量出这个石块的体积，先在量筒中倒入一定体积的水，然后用细线绑住小石块，慢慢放入水中浸没，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。

3.应用与提高