第20课 长度和时间的测量八年级物理上册同步精品讲义（苏科版）

第20课 长度和时间的测量

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1．认识时间和长度的测量工具及国际单位；
2. 会正确使用相关测量工具进行测量，并正确记录测量结果；
3．知道测量长度的几种特殊方法；
4. 知道误差与错误的区别。

知识精讲


知识点01 长度的测量

人的直觉并不可靠，要得到准确的长度需要用工具进行测量。
注释：
1．长度的单位及其换算关系
　　①国际单位：米 常用单位：千米、分米、厘米、毫米、微米、纳米
　　②单位符号及换算
　　　千米(km)　 米(m)　 分米(dm)　 厘米(cm)　 毫米(mm)　 微米(μm)　 纳米(nm)
　　　1km=1000m=103m　 1m=10dm=100cm=1000mm=103mm
　　　1mm=103μm　 1μm ==103nm
2．测量工具：
　　①刻度尺(最常用)；
　　②精密仪器：游标卡尺　 螺旋测微器，激光测距仪。
3．刻度尺的正确使用
　　①看：看清刻度尺零刻度线是否磨损； 看清测量范围(量程)；看清分度值(决定了测量的精确程度)。
　　②选：根据测量要求选择适当分度值和量程的刻度尺；
　　③放：刻度尺的刻度线紧靠被测长度且与被测长度平行，刻度尺的零刻度线或某一整数刻度线与被测长度起始端对齐；
　　④读：读数时视线要正对刻度尺且与尺面垂直；要估读到分度值的下一位；
　　⑤记：记录结果应包括数字和单位，一个正确的测量结果包括三部分，准确值、估计值和单位。
知识点02 测量长度的几种特殊方法

对于无法直接测量的长度，需要采用特殊方法。
注释：
1．化曲为直法(棉线法)
　　测量曲线长度时，可让无伸缩性的棉线与曲线完全重合，作好两端的记号，然后把线轻轻拉直，用刻度尺测量出长度，就等于曲线的长度。
2．累积法：
　　对于无法直接测量的微小量的长度，可以把数个相同的微小量叠放在一起测量，再将测量结果除以被测量的个数，就可得到一个微小量的长度。
3．滚轮法：
　　用已知周长的滚轮在待测的较长的直线或曲线上滚动，记下滚动的圈数，则被测路段的长度等于圈数乘以周长，例如测量池塘的周长，某段道路的长度等。
4．截取法(化整为零)：
　　被测物体的长度很大时，可先测出其中一小段，然后找出它们之间的倍数关系，从而算出物体的总长度。
5．替代法：
　　当一个物体的长度无法直接测量时，可用与它长度相等的物体来代替。

知识点03 时间的单位和测量工具

在古代人们就学会了利用自然界的某些有规律的变化作为测量时间的单位，比如昼夜的交替、季节的变化、月圆月缺等等。随着科技的发展人们确定了更加稳定并让世界各国人民都能够接受的标准，并有了更加先进的测量工具。
注释：
　　1．时间的单位：国际单位是秒(s)，常用的时间单位还有时(h) 分(min)　 毫秒(ms)，
它们之间的换算关系是，1h=60min，1min=60s，1h=3600s，1s=1000ms。
　　2.时间的测量工具
　　(1)在物理实验中常用停表来计时，停表与普通表不同之处：普通表的时针、分针和秒针是在不停地走动，而停表指针可走可停，在使用停表之前要观察一下秒针的走动情况，使用停表先按动启动按钮，停表开始计时，再按停止按钮停表即停止，显示时间间隔。
　　(2)古代有日晷、沙漏、水钟等。近代有机械钟、石英钟，现在有电子表、光电计时器。


知识点04 误差与错误

测量值和真实值之间的差异叫做误差。
注释：
　　1．误差：测量方法、测量工具、测量环境和测量者的不同，都会影响测量结果，所以误差是不可避免的。减小误差的方法：可以通过选用精密仪器，改进测量方法来减小误差，而多次测量求平均值是我们实验室做实验时采用的减小误差的方法。
　　2．错误：因不遵守测量仪器的使用规则，测量方法错误。错误是不该发生的，采用正确的测量方法便可以避免；错误不叫误差，误差也不是错误。








能力拓展


考法01 长度的测量

1、身高160cm的小明，利用自己的身体特征进行了以下估测，接近真实值的是（　　）
A．教室宽5臂展，约8m（臂展：两臂左右平伸时，两手中指尖之间的距离）
B．教室长10步幅，约30m（步幅：走路时，两脚尖之间的距离）
C．课桌长4拃，约2.8m（拃：张开手，拇指尖到中指尖之间的距离）
D．物理课本厚1指宽，约10cm
【答案】A
【解析】教室的宽一般接近10m；故8m符合生活实际；故A正确；教室的长度一般在15m左右，达不到30m；故B错误；单人课桌长在1m以内，双人课桌长在1.5m左右，不会达到2.8m；故C错误；物理课本厚约1cm，达不到10cm；故D错误。
【对点练习1】在下面各题中填上合适的单位
1、教室门的高度约20（ ）
2、课桌的高度约750（ ）
3、常用圆珠笔的长度约1.5（ ）
4、物理课本中一张纸的厚度约70（ ）
5、教室每层楼高约33 （ ）
6、一位中学生的身高约16.5 （ ）
7、练习册的长度约为0 .22 （ ）
【答案】1、dm；2、mm；3、dm；4、μm；5、dm；6、dm；7、m
2、图中，物体的长度为 cm。

【答案】3.55
【解析】由图知：刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm，即此刻度尺的分度值为1mm；物体左侧与0刻度线对齐，右侧在3.5cm和3.6cm之间，估读为3.55cm，所以物体的长度为L=3.55cm。
【对点练习2】下图是测量圆的直径的一种方法，如果刻度尺的分度值是1mm，则该圆的直径d大约是 cm，其中你的估计值是 cm。

【答案】1.27±0.02；0.07±0.02
考法02 时间的测量

3、在下列四个事件中，经历时间最接近一秒钟的是（　　）
A、人眨一下眼
B、人在安静时呼吸一次
C、人打一个哈欠
D、人心脏跳动一次
【答案】D
【解析】A、眼睛迅速眨一次，大约用时0.1s，不符合题意；
B、人在安静时正常呼吸一次，大约用时3s左右，不符合题意；
C、人打一个哈欠的时间在5s左右，远远大约1s；故C错误；
D、人的脉搏在每分钟跳动60次多一点，即心脏跳动一次的时间接近1s；故D正确。
4、如图所示，秒表的读数为　 　s。

【答案】337.5s
【解析】由图知．在秒表的中间表盘上，1min中间有两个小格，所以一个小格代表0.5min，指针在“5”和“6”之间，偏向“6”一侧，所以分针指示的时间为5.5min=330s；
在秒表的大表盘上，1s之间有10个小格，所以一个小格代表0.1s，指针在7.5s处，所以秒针指示的时间为7.5s，即秒表的读数为330s+7.5s=337.5s。

考法03 误差

5、判断下列说法的正确与错误：
（1）不遵守测量的操作规则会造成误差 （ ）
（2）零刻线磨损的尺也可以使用 （ ）
（3）测量中，误差和错误都是不允许的 （ ）
（4）求平均值时，小数点后保留的位数越多越好 （ ）
【答案】①×；②√；③×；④×
【解析】（1）不遵守测量的操作规则会造成错误，而不是误差。故（1）错误。
（2）零刻线磨损的尺也可以使用，只是在测量的时候，从其它的整数刻度测起。故（2）正确。
（3）测量中，错误都是不允许的，误差，是不可避免的。故（3）错误。
（4）求平均值时，小数点后面的位数和测量值相同，多余的用四舍五入的方法取舍，而不是越多越好。故（4）错误。
【对点练习3】小明用刻度尺正确操作，测得某物体的长为12.3cm，关于该测量结果，下列说法中正确的是（多选）（　　）
A.该结果是用最小刻度为1mm的刻度尺测量的
B.该结果是用最小刻度为1cm的刻度尺测量的
C.该结果中的“3”是估读的
D.该结果是中不存在误差
【答案】BC




分层提分


题组A 基础过关练
1.下列单位换算过程正确的是（ ）
A.2m=2m×100cm=300cm B.2m=2m×100=200cm
C.2m=2×10cm=20cm D.2m=2×100cm=200cm
【答案】D
【解析】单位换算的正确方法是：数字×目标进率。将2m换算成200cm,应该用2m中的数字2去乘以m和cm之间的进率：1m=100cm,即2×100cm，D正确。选D。
2.使用刻度尺测量长度时，不正确的说法有（ ）
A.首先要观察零刻度线在哪里
B.要观察刻度尺的量程和分度值
C.必须要从刻度尺的0刻度量起
D.要估读到分度值的下一位
【答案】C
【解析】使用刻度尺测量长度时，首先要观察0刻度是否磨损，若果被磨损了，要重新确定测量起点（即0刻度），同时还要根据测量要求，正确选用刻度尺的量程和分度值，所以A、B正确，C错。使用刻度尺测量长度时，需要估读到分度值的下一位，而且也只能估读到分度值的下一位，D正确。选C。
3.小明用刻度尺测出一个物体的长度为152.5mm，下面物体中最接近这个数值的是（ ）
A．一个中学生的身高 B．一本练习本的宽度
C．物理课本的厚度 D．两间教室的长度
【答案】B
【解析】152.5mm约为0.15m或15cm。一个中学生的身高约1.6m，A错。一本练习本的宽度约十几厘米，B正确。物理课本的厚度不足1cm，C错。两间教室的长度有十几米，D错。选B。
4.下列各过程经历的时间最接近1s的是（ ）
A．人眨一下眼睛所用的时间
B．完整做一次眼保健操所用的时间
C．人在安静时脉搏跳动一次所用的时间
D．人步行5m路程所用的时间
【答案】C
【解析】人眨一下眼睛所用的时间约0.2—0.4S，A错。眼保健操一共有四节,平均一节1分20秒左右,一套大约5分钟，B错。人的脉搏跳动为60—100次/分钟，所以人在安静时脉搏跳动一次所用的时间接近1S，C正确。人步行1m,约1S，步行5m约需4—5s，D错。
5.一把刻度尺受热膨胀变长，用这把尺子测量长度时，所得数据比标准刻度尺测到的数据（     ）
A．小一些     B．大一些     C．相同     D．无法确定
【答案】A
【解析】刻度尺受热膨胀变长，实际的分度值变大了，即每一小格会多一点长度，用这把尺子测量长度时，会使结果偏小。选A。
6.王一博同学在一次测量中，多次用同一把刻度尺测量同一物体的长度，记录数据如下;
2.25cm;2.27cm;2.25cm;2.75cm。这个物体的长度最接近真实值的长度是 。
【答案】2.76cm
【解析】这个物体的长度最接近真实值的长度是这几次测量结果的平均值。2.75cm是一个错误的数据，计算平均值时要除去。
7.新冠肺炎肆虐全球，它是由一种病毒引起的，病毒非常小， 目前发现的最大的是痘病毒直径约300nm,合 m；最小的是圆环病毒直径17nm。
【答案】3×10-7
【解析】300nm=300×10-9m=3×10-7m。
8.一个木块的长度是3.25cm，其中准确值是 cm;估计值是 cm。
【答案】3.2 0.05
【解析】长度测量数据中的最后一位数字是估读的，所以估计值为0.05cm，最后一位以前的数据都能直接从刻度尺上读出来，不是估计的，所以称为“准确值”。
9.一刻钟等于 min,合 s。
【答案】15 900
【解析】一刻钟等于四分之一小时，即15分钟。15min=15×60s=900s。
10.下图中物体的长度是 。



【答案】1.84cm(1.81—1.85cm均可)
【解析】没有从刻度尺的0刻度开始测量时，先要读出新的“0刻度”值，然后再读出物体的另一端的值，二者之差才是测量值。即3.84cm—2.00cm=1.84cm。
11.下图中所显示的时间 min s；合 s。

【答案】3 38.5 218.5
【解析】机械停表读数方法：先读内圈的分针，数据是多少分钟，若果指针超过大半格，则外圈秒针读大数值，否则读小数值。这里分针超过3.5分，所以分钟是3分，秒针读大数值38.5秒。3min=3×60s=180s,3min38.5s=180s+38.5s=218.5s。
12.圆环的外径是 cm,合 mm。

【答案】2.90 29.0
【解析】0刻度值为12.00cm,另一端的值为14.90cm，所以圆环的外径为14.90cm—12.00cm=2.9cm=29.0mm。

题组B 能力提升练
1．小明记录了同学们在参加北京市中考体育测试中的一些成绩，你认为不可能的是（　　）
A．1000m跑的成绩为88s
B．引体向上1分钟13个
C．仰卧起坐1分钟40次
D．实心球投掷成绩12m
【答案】A
【解析】A、中学生1000m跑的成绩在200s左右，符合题意；B、引体向上1分钟13个，不符合题意；C、仰卧起坐1分钟40次，不符合题意；D、中学生掷实心球的距离可以达到12m，不符合题意。
2．关于误差，下列说法正确的是 ( )
A．选用精密仪器测量可以避免误差
B．认真细致地测量可以避免误差
C．多次测量取平均值可以减小误差
D．测量时未遵守操作规则会引起误差
【答案】C
【解析】测量时不遵守操作规则引起的是错误，而非误差。误差是无论怎样细致测量、选用精密仪器也不能避免的，而错误是可以避免的，但误差可以通过多次测量取平均值的方法来减小。
3．用同一把刻度尺测量同一物体的长度，四次测量结果依次是74.4cm、74.3cm、74.5cm、74.3cm，则这一物体的长度应记作( )
A．74.38cm B．74.4cm C．74.5cm D．74.375cm
【答案】B
【解析】该物体的长度应记作四次测量结果的平均值：
L＝≈74.4 cm。
4．用图所示的刻度尺来测金属块的长度，下列测量结果正确的是（　　）

A.8.60cm B.1.60cm C.1.6cm D.以上读数都不正确
【答案】B
【解析】根据图示，本刻度尺的分度值是0.1cm，金属块左端对准的刻度是7.00cm，右端读数是8.60cm；
所以金属块的实际长度是：8.60cm﹣7.00cm=1.60cm；故选B。
5．已知在温度升高相同的条件下，铜膨胀的程度比钢大，在20℃时用一个钢卷尺测得一个铜块的长度为2.60 cm，若在50℃的高温环境下，再次测量一次铜块的长度，则测量结果应 ( )
A．大于2.60cm B．等于2.60cm C．小于2.60cm D．无法确定
【答案】A
【解析】在温度升高相同的条件下，铜膨胀的程度比钢大，故升温后，50℃时2.60cm长的铜块变得大于50℃时2.60 cm长的钢卷尺，故测量结果变大。
6、在国际单位制中，时间的主单位是________，在实验室常用________测量时间。
【答案】秒；停表（秒表）
7．36mm＝________dm，900 s＝________min。
【答案】0.36 15
【解析】36 mm＝，。
8．如图所示，用刻度尺测物体的长度，则尺的分度值是　 　，所测物体的长度是　 　。

【答案】1mm；3.80cm
【解析】由图知，在1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度为1mm，也就是此刻度尺的分度值为1mm；由图知，起始端在6.00cm处，末端在9.80cm处，所以物体长度为L=9.80cm﹣6.00cm=3.80cm。
9．小文用刻度尺测量铅笔的长度（如图），请指出读数时的错误　 　，如按照正确读数方法读数，则铅笔的长度为　 　cm。

【答案】视线没有正对刻度线；2.55
10．为了测操场跑道的长，推车沿跑道绕操场一周，车轮正好转过128圈，如果车轮的直径是0.5m，则操场的跑道长________m。
【答案】200.96
11．为了测出细铜丝的直径，某同学把铜丝在铅笔上紧密排绕32圈。如图所示，用分度值是1mm的刻度尺测得这32圈的总宽度为________cm，可算出细铜丝的直径约为________mm。

【答案】4.98～5.00之间均对 1.6
【解析】读出32圈铜丝的总宽度，然后除以32即为铜丝的直径，注意单位换算。
12．张林同学用一把如图所示的刻度尺测量物理书的宽度，他的测量方法如图，图中是他观察读数时眼睛的位置，请指出张林同学测量中的四个错误之处。

(1)________________________________；
(2)________________________________；
(3)________________________________；
(4)________________________________。
【答案】(1)刻度尺放斜了
(2)刻度尺的零刻度线被磨损了，课本的左端应对准一个整刻度
(3)刻度线没有贴近被测物体
(4)视线没有和尺面垂直
【解析】对照刻度尺的正确使用方法加以对比即可做出解答。

题组C 培优拔尖练
1.下列对长度和时间的估测最符合实际的是（ ）
A.成年人走路时每一步的距离大约是 75cm
B.正常人每分钟脉搏跳动次数为100次以上
C.课桌的高度大约是 0.75 dm
D.物理书的纸张厚度约1mm
【答案】A
【解析】A.成年人走两步的距离大约是 1.5 m，所以每一步的距离大约是 0.75m，即75cm,A正确。
B.正常人每分钟脉搏跳动次数为60—100次，B错。
C.课桌的高度大约是 0.75 m，合7.5dm，C错。
D.物理书的纸张厚度约几十微米，即D错。选A。
2.关于误差的说法中正确的是（ ）
A.选用精密仪器进行正确测量，就可以避免误差的产生
B.多次测量求平均值可以减小由估读引起的误差
C.错误其实只是一种比较大的误差而已
D.随着科技的发展，技术的进步，以后测量误差可以消除
【答案】B
【解析】AD.误差是客观存在的，只能减小，不能消除，所以A、D错。
B.多次测量求平均值可以减小在估读时有时估读多了，有时估读少了引起的误差，即是由于估读引起的误差，B正确。
C.误差是由于测量工具、测量方法等引起的，是不可避免的；错误是由测量中的错误操作造成的，是可以避免的，所以C错。选B。
3．某学生在记录测量结果时忘记写单位，试判断下列哪个数据的单位是“厘米” ( )
A．一支学生铅笔的直径是7.1
B．茶杯的高度是11.2
C．物理书的长度是2.52
D．他自己的身高是16.75
【答案】B
【解析】根据生活常识逐一排除即可，首先确定C、D如果采用“厘米”作单位一定是错误的，进一步分析一支铅笔的直径若是7.1cm也不符合实情。
4.下列测量长度中，正确的操作是（ ）

【答案】B
【解析】A中刻度尺的0刻度线没有与被测物体的一端对齐，A错。使用较厚的刻度尺时，刻度面要与被测物紧贴，所以C错。D中的刻度尺放斜了，D错。选B。
5.某同学用分度值为1mm的刻度尺对同一书本的长度测量了5次，结果分别是：18.40cm、18.42cm、18.74cm、18.43cm、18.41cm，则这本书的长度应该取（ ）
A．18.42cm B．18.48cm C．18.43cm D．18.415cm
【答案】A
【解析】多次测量求平均值可以减小估读引起的误差。计算平均值之前要把错误的数据筛选出来。这里18.74cm是一个错误的数据（与其它数据在准确值上不同）；然后再将末尾数字相加除以数据个数，四舍五入取平均值，即 ≈2，结果为18.42cm ,A正确。
6.给下列测量数据填上适合的单位：
（1）教室的高度约300 ；（2）王一博同学百米跑的成绩是14.9 。
【答案】（1）cm （2）s
【解析】教室的高度约3m，即300cm。中学生百米跑的成绩通常为10几秒，所以是14.9s。
7．为迎接中考体育技能测试，体育老师对全班同学进行了一次模拟考试。如图，停表显示的是一位同学跑完400m所用的时间，则该同学跑完400m所用的时间为 s。

【答案】99.8
【解析】由图知：在停表的中间表盘上，1min中间有两个小格，所以一个小格代表0.5min，指针在“1”和“2”之间，偏向“2”一侧，所以分针指示的时间为1min；在停表的大表盘上，1s之间有10个小格，所以一个小格代表0.1s，指针在39.8s处，所以秒针指示的时间为39.8s，即停表的读数为1min39.8s=99.8s。
8.王一博和鹿晗用刻度尺测量同一物体的长度，测量过程与方法都正确，但是结果不同。王一博测量的结果是5.38cm；鹿晗的结果是5.4cm.造成这一现象的原因是 ； 的测量结果更精确，所用刻度尺的分度值是 。
【答案】所用刻度尺的分度值不同 王一博 1mm
【解析】测量同一物体的长度，测量过程与方法都正确，但是结果不同，原因是所用刻度尺的分度值不同。王一博的刻度尺分度值为1mm，鹿晗的刻度尺的分度值为1cm。分度值越小的刻度尺越精密，所以王一博的测量结果更精确。
9.下图中，A尺的示数是 ；B尺的示数是 。精密程度较低的是 尺。




【答案】2.20cm 2.25cm B
【解析】A尺把1cm等分成10份，每份1mm，即分度值为1mm。B尺把1cm等分成5份，每份2mm，即分度值为2mm。
10．指出下图中测量长度时的错误操作：

（1） ；
（2） ；
（3） 。
【答案】（1）刻度尺的0刻度没有与被测物体的一端对齐（2）使用较厚的刻度尺，没有使刻度面紧贴被测物体（3）读数时视线没有与刻度线正对
【解析】用刻度尺测量物体的长度时，要先根据测量需要，选择满足测量的量程和分度值的刻度尺；然后正确放置：零刻度线对准被测物体的一端，有刻度线的一边要紧靠被测物体且与被测长度保持平行，不能歪斜；读数时，视线要正对刻度线；要注意区分大格及小格的数目；记录时，不但要记录数值，还必须注明测量单位。