【高效课时通】粤教沪科版八年级物理上册：备课参考（pdf版含答案）其他.pdf

第一章摇 走进物理世界 j 1 摇 摇 摇 摇 第一章摇走进物理世界 1. 1摇希望你喜爱物理 希望你喜爱物理 物理学研究什么 物理学推动了社会的发展 怎样才能学好物理 一、物理学就在你的身边 雷电是什么? 它和我 们摩擦得到的电是一 回事吗? 为什么雷雨 天气时,总是先看到闪 电再听到雷声? 怎样 才能使雷电造福于人 类呢? 2011 年 1 月 8 日,长春 上空出现三日同辉的 奇观,太阳两侧出现了 两团明亮的光晕,宛如 天 空 中 有 三 个 “ 太 阳冶。 这是怎么回事? 过山车是一种富有刺 激性的娱乐工具。 那 么在乘坐过山车的过 程中,在体验到冒险快 感的同时,知道是什么 力量使过山车能够上 下翻滚? 夏天时,大家都喜欢喝 上一杯“晶晶亮、透心 凉冶的冰茶。 可为什么 加了冰块后,杯子外面 不一会儿就湿漉漉的, 怎么回事? 高高的输电铁塔上醒目 地写着:“高压危险! 切 勿靠近!冶可是在那上万 伏甚至几十万伏的高压 裸导线上,却常常站着 一只又一只的鸟儿,无 视禁令,毫不在乎,也丝 毫没有触电的征兆。 这 是为什么? 难道鸟儿有 什么“特异功能冶吗? 仰望天空,群星闪烁。 宇宙到底有多大? 低 头看看周围的物质世 界,一张纸可以撕成两 半,一直这样撕下去, 能不能找到一个没法 再分的最小的粒子? 摇 摇 以上的各种现象,分别涉及声、光、力、热、电和物质的结构 问题,来自我们身边的物理问题都可以归入以上问题中。 概念规律 物理学就是研究光、热、力、声、电等形形色色 物理现象的规律和物质结构的一门科学。 物理学是一门认识世界的科学, 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪 它带领我们认识 物质世界的各种运动,天上的、地上的、宏观的、 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪 微 观的,以及力、热、光、声、电等形形色色的物理现象的规律; 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪 物 理学揭开了物质的微观结构, 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪 使人们长期以来对物质有微小结 构的猜想得到证实;物理学还揭开了茫茫宇宙的秘密, 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪 提出了 宇宙起源和演化的科学学说,并与许多实验观察结果相符合 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪 。 二、物理学推动了社会的发展 物理学诞生仅300 余年,短短300 年,在人类7 000 多年文 明史中仅相当于一天中的一小时,而这段时间内,世界发生了 翻天覆地的变化。 图 1-1-1 所示为物理学经历的三次重大突破,每一次都 给科学技术带来革命性的变革,机械化、电气化、自动化、信息 化已成为新时代的显著特征。 摇 摇 蒸汽机的发明摇 摇 电力技术的应用摇 信息技术的应用 图 1-1-1 20 世纪,人类多年的飞天梦想已经实现,对宇宙的探测也在 步步深入(图1-1-2)。 科学技术的发展,尤其是物理学的发展在 这300 年间的沧桑巨变中起着不可估量的作用。 在21 世纪,物理 学将继续向前发展,物理学的广阔应用前景(超导技术、纳米技 术、可控核聚变等)也将在方方面面改变人类的生活。 我国长征 2f 火箭整装待发 摇 摇 摇 银河系中的星云 蚂蚁星云 图 1-1-2 概念规律 社会的发展、人类的文明与科学的进步息息相 关。 物理学的每一次重大发现,都极大地推动了自然科学和技 术科学的进步,加速了人类社会物质文明的进程,深化了人类 对自然界的认识,改变了人类的自然观。 三、物理学的召唤 时代的发展,召唤着世界各国的有志青少年热爱科学、探 索自然,期待着有更多的青少年学习和研究物理学。 那么怎样 才能学好物理学呢? 概念规律 (1)重视观察和实验。 观察和实验是进行科学 探究的基本方法,也是通向正确认识的重要途径。 在学习中, 要逐步养成随时留心观察自己身边的各种物理现象的习惯,努 力创造条件动手实验。 (2)重视对概念、规律和方法的理解。 在物理学习过程 中,我们不仅要知道物理概念的来源,经历物理规律的探究过 程,还要学习用科学的方法进行探究;在此基础上,进一步弄清 楚概念和规律的含义,并会运用它们解释和解决一些实际 问题。 (3)物理学是以实验为基础、富于理性思考的一门科学。 学习物理学,既离不开观察与实验,也离不开理性思考。 一、 物理学就在你的身边 例 1指出下列各种现象分别属于何种物理现象。 (1)筷子斜插入水杯里,从上方看去,筷子折了(摇 摇 )。 (2)水烧开后,有大量的气泡出现(摇 摇 )。 八年级物理(上)粤教沪科版 j 2 摇 摇 摇 摇 (3)在汽车急刹车时,车子里的人总要向前倾(摇 摇 )。 (4)将梳子与头发摩擦后能吸引轻小物体(摇 摇 )。 (1)光由水里射入空气中时发生折射,折射光线向水 面偏折,使筷子的虚像位置比实际位置高一些,便产生了筷子 看上去弯折的现象。 (2)水烧开后,水里各处都在剧烈汽化,水蒸气进入气泡 内,气泡的体积变大,受到的浮力增大,上升到水面破裂,便释 放出大量的水蒸气。 (3)当汽车刹车时,由于惯性,车上乘客的上半身继续向 前运动,因此乘客向前倾。 (4)不同的物体相互摩擦能起电,带电物体能吸引轻小物体。 (1)光现象摇 (2)热现象摇 (3)力现象摇 (4)电现象 本题重在介绍,不要求同学们能解释这些现象,但要 求能够进行正确的归类。 摇 摇例 2科学家做过实验,蒙住蝙蝠的双眼,它们仍能避开 障碍物自如地飞行。 蝙蝠是靠什么本领来“导航冶的呢? 平常走路时人靠眼睛来辨别方位,是依靠光来“导 航冶的。 蒙住蝙蝠的双眼,很明显它的飞行不是靠光,那是靠什 么呢? 请你回忆一下,小时候你和小伙伴做“蒙眼找伙伴冶的 游戏时,你是根据伙伴传来的声音来判断对方的方位,对吧? 蝙蝠蒙眼能自如飞行的本领跟这个游戏类似,不同的是这种声 音是蝙蝠自己发出的,而且我们人的耳朵还听不到,它是一种 超声波。 蝙蝠能发出超声波,同时又能接收它反射回来的声 波。 根据反射回来的超声波信息,它可以判断猎物或障碍物的 具体位置。 二、物理学推动了社会的发展 图 1-1-3 例 3请你从图1-1-3 所示的图表中,查找出你感 知到的物理学的相关内容。 物 理 学 是 研 究 光、热、力、声、电等形形色 色物理现象的规律和物质 结构的一门科学。 它推动 了社会生产力的发展和航 天科技的进步。 将图表的 信息跟光、热、力、声、电等 现象联系起来即可。 本题为开放性试 题,只要答案合情合理即 可。 例如:(1)数字“21冶:热现象 舱内外温度不一样,向阳 面 100 摄氏度以上,背阳面零下 100 摄氏度以下,舱内 21 摄氏 度。 (2)数字“60冶:声现象 舱内仪器噪声约为 60 分贝。 (3)数字“300冶:力现象 飞船共有电缆线 300 余千克。 具备获取、处理和加工信息的能力是信息时代对每 个人的基本要求。 摇 摇例 4物理学是有用的,物理学也是有趣的,下面撷取几 个物理现象,让同学们去充分感受物理学的美妙与奇特。 (1)冬天,我国东北松花江畔百里长堤上常会出现满眼的 玉树琼花 雾凇(又称“树霜冶),这是我国的四大自然景观 之一。 (2)据说,第一次世界大战期间,一名法国飞行员在 2 000 m 高空飞行时,发现身边似乎有一条“小虫冶,他伸手抓来一看,大 吃一惊! 原来是一颗德国制造的子弹。 (3)用条形磁铁隔着手掌靠近小铁钉,你将看到奇妙的现 象:条形磁铁能隔着手掌将铁钉吸住。 (4)1988 年 6 月,我国山东省的“蓬莱仙境冶曾出现过一次 奇特的日出现象:早晨,旭日自海面冉冉升起,先出现的是一个 扁平的太阳,随后在它的上方,又出现了一个太阳,双日重叠, 蔚为壮观。 (5)音乐是人类共同的语言。 我国早在春秋时期,已能根据 物体发声的特点,制造出能演奏乐曲的打击乐器 编钟,我国出 土的战国时期制造的曾侯乙编钟气势宏大。 物理学的内容极其丰富,应用十分广泛,希望同学们喜爱 物理,去观察、去思考,上面所列举的几种现象中,属于光现象的是 摇 摇 摇 摇 ;属于热现象的是摇 摇 摇 摇 ;属于磁现象的是摇 摇 摇 摇 ; 属于声现象的是摇 摇 摇摇 ;属于力现象的是摇摇摇摇 。 (填序 号即可) 神奇、有趣、有用的自然现象以及生活现象中都“隐 含冶着一些物理知识,首先要明确它跟光、电、力、声、热等现象 中的哪些现象有关联。 第(1)句中的“雾凇冶是跟温度有关的 热现象;第(2)句中的现象就像你和同学并肩散步时,拿掉同 学身上的小树叶一样,是跟“运动冶有关的力现象;第(3)句中 “隔掌吸钉冶属于磁现象;第(4)句明显跟光有关;第(5)句中的 现象是声现象。 (4)摇 (1)摇 (3)摇 (5)摇 (2) 对各种现象认真思考,判断并分析该现象中主要应 用了物理学哪方面的知识,这是同学们应逐步培养的一种基本 能力。 摇 摇例 5课本中提出许多有趣的物理现象,如“日出奇观冶 “地热喷泉冶,小迪受到启发,也提出几个问题:(1)大多数铅笔 为什么是六棱柱形的? (2)钢笔的笔尖中间为什么留一条缝? 你能帮小迪找出其中的原因吗? “六棱柱形铅笔冶与圆形铅笔相比,圆形铅笔易从桌 面上滚到地上,“六棱柱形铅笔冶不易滚动。 钢笔尖上留有缝, 笔胆中的墨水易从缝里流到笔尖。 (1) 铅笔是六棱柱的,不易从桌面上滚到地上。 (2)钢笔尖中间留缝,易于将墨水传递到笔尖。 对自然现象、生活、生产用具的原理进行寻因问果是 物理学的任务之一。 平时要多注意训练。 中考中考查本节知识点的考题不多,即便出现也是结合自 然现象、生活中的现象或根据实验问题考查探索自然的方法、 研究物理的方法或一些与物理相关的常识,甚至提出问题的能 力。 例 6(甘肃中考)物理是一门以观察、实验为基础的科 学,在物理课学习的过程中,要观察许多物理现象。 在观察的 时候,要有明确的观察摇摇摇摇 ,要注意发现引起变化的摇摇 摇 摇 摇 摇 和摇 摇 摇 摇 。 第一章摇 走进物理世界 j 3 摇 摇 摇 摇 图 1-1-4 如图 1-1-4 所示,水在酒精灯 火焰上加热,你可以观察到水沸腾时的现 象(气泡的变化),还可以观察到水沸腾 时的温度变化(用温度计测),这时你必 须明确你的观察目的。 如果你是探究水 沸腾时的温度变化情况,你必须特别注意 观察温度计的读数变化情况;如果你仅仅是观察水沸腾时的现 象,你可以不观察水沸腾时的温度。 在你观察水沸腾时温度随时 间变化的时候,更要发现水沸腾的条件和引起水沸腾的原因。 目的摇 条件摇 原因 题目中所涉及的方法和要求是今后每个实验都适用的。 例 7(泉州中考)图 1-1-5 所示的现象中,如果分为两 类,其中哪一个与其他三个不能划为一类(摇 摇 )。 图 1-1-5 对物理现象或规律或物质等进行分类,都要先确定 分类标准。 本题分类标准可确定为是自然现象还是人工制造 的现象。 根据这一标准,a、c、d 为自然现象,为一类,b 为人工 制造现象,为另一类。 b 分类标准不同、分类的结果也不同。 此类题目往往 是结果开放题,答案不唯一。 1. 2摇测量长度和时间 测量长度 和时间 长度 单位 基本单位 常用单位 单位换算 测量工具 刻度尺使用方法 其他 测量误差 定义 产生原因 减小误差的方法 选用更精密的仪器 改进实验方法 多次测量求平均值等 时间 单位 基本单位 常用单位 单位换算 测量工具 停表使用方法 其他 一、测量长度 摇 摇1. 长度的测量及其单位 对事物进行比较,离不开人的感觉,但是单凭感觉是否完 全可靠呢? 请你凭感觉对图 1-2-1 中的事物直接判断,然后 再用测量工具判断,判断的问题及结果如下表所示: 判断的问题感觉结果测量结果 (1)甲图中帽高与帽檐的直径是否一样长帽高更长一样长 (2)乙图中方框的四条边是不是直的弯曲的直的 (3)丙图中三条横线是否平行不平行平行 甲 摇 摇 乙 摇 摇 丙 图 1-2-1 由此可分析:单凭我们的感觉直接判断长度并不完全可 靠。 因此,我们要得到准确判断,必须运用测量工具。 概念规律 (1)长度测量必须确定一个标准长度。 用标准 长度去度量被测物体才能得到被测长度的数值,这个被确定的 标准长度叫长度单位。 在国际单位制中,长度的单位是米,符 号是 m,常用单位有 千 米 ( km)、分 米 ( dm)、厘 米 ( cm)、 毫米(mm)、微米(滋m)、纳米(nm)等。 (2) 一些长度单位的换算关系:1 km = 103m、1 dm = 10-1m、1 cm=10-2m、1 mm=10-3m、1 滋m=10-6m、1 nm=10-9m。 2. 测量长度的工具 刻度尺 测量长度的工具有刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器等,各种 测量工具的精度、范围大不一样,我们应根据不同的测量要求 选择不同的测量工具。 (注意:实际测量并不是选择越精密的 仪器就越好) 测量长度的基本工具是刻度尺。 刻度尺包括毫米刻度尺、 皮尺、卷尺等等,下面介绍一下刻度尺及其使用方法: (1)刻度尺上零刻度线、量程、分度值的含义: 淤零刻度线:刻度尺的起始刻度。 于量程:刻度尺一次能测量出的最大长度。 盂分度值:相邻两条刻度线之间的距离,也就是刻度的准 确程度。 (2)使用前做到三看: 淤看零刻度线:看零刻度线是否磨损。 如果已磨损则应重 八年级物理(上)粤教沪科版 j 4 摇 摇 摇 摇 选一个刻度线作为测量的起点。 于看量程:即看刻度尺的测量范围。 测量长度时一般要求 一次测量,如果测量范围小于实际长度,则肯定要移动刻度尺 测量若干次,这样会产生较大的误差。 盂看分度值:分度值反映了刻度尺的准确程度。 测量所能 达到的准确程度由刻度尺的分度值决定。 例如:图 1-2-2 所示的刻度尺中,其零刻度线在最左端, 没有磨损;它的量程为20 cm,也就是说它最多能测 20 cm 的长 度;它的分度值是 0. 1 cm,即它能准确到 0. 1 cm。 图 1-2-2 (3)使用时做到五会: 淤会选:根据测量的实际需要选择适当分度值和量程的刻 度尺。 于会放:刻度尺的位置需要放正不要歪斜,即刻度尺与被 测长度边缘平行,而且有刻度的一侧紧贴被测物体(图1-2-3)。 图 1-2-3 盂会看:读数时,视线应垂直刻度线(图 1-2-4)。 榆会读:读出准确值后,还要再估读到刻度尺分度值的下 一位。 (注意:测量有一位估计值且仅有一位估计值) 图 1-2-4 摇 摇 摇 摇 摇 图 1-2-5 虞会记:会记录测量结果。 一个正确的测量结果包括三部 分,即:测量结果=准确值+估计值+单位。 如图1-2-5 所示,物体 的长度应为2.40 cm,不能记作2. 4 cm 或记作2. 40 而不带单位。 3. 测量误差 通过实际测量,我们发现,用最小刻度为毫米的刻度尺去 测量同一长方体木块的长度和宽度,不同的同学测量出来的结 果并不完全相同,而同学们的测量过程都没有操作错误,这究 竟是为什么呢? 由于我们每个同学的测量结果中都有估计值,而被估计出 来的数字并不是很准确,不同的同学估读的情况也不同,因此, 这就造成了测量值与物体真实值之间的差异。 概念规律 (1)任何物体的长度都是客观存在的,不管你 测量还是不测量,它总是存在的,这个长度称为物体的真实值。 (2)一般来说,由于客观或主观因素的影响,测量值与真 实值之间总是有差异的,这种差异叫做误差。 减小误差的途径:选用更精密的测量仪器、 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪 改进实 验方法、熟练掌握实验技能等。 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪 通常采用多次测量 求平均值的方法来减小误差 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪 。 误差在任何测量中都存在, 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪 误差的产生跟测量 的人和工具有关,它只能尽量减小, 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪 但不能消除和避 免。误差跟测量中的错误是不同的, 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪 错误是由于测量人不遵 守测量工具的使用规则或粗心大意造成的, 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪 是应该且可以避 免的 詪詪 。 4. 测量数据的处理 完成了一系列测量后要对所得到的数据进行处理。 一般 常采用传统的列表方式来处理,也可以用直方图来处理。 直方图形象、直观、信息储存量大,能清楚地反映事物变化 情况,被广泛用于生产、生活实际。 例如:工程进度、产品产量 监测、城乡人口分布情况等等。 例如,图 1-2-6 是八年级某班学生身高直方图,从图上可 收集到下列信息:(1)全班人数共 42 人;(2)身高超过 174 cm 的 2 人,低于 150 cm 的 1 人;(3)身高集中在 159 170 cm 的 有 28 人,占全班人数的百分比为 28 42 伊100%抑67%。 图 1-2-6 二、测量时间 时间标准的选取经历了漫长的演变过程。 人们根据自然 界许多自然现象计时,如地球自转一周为一日,四季变化,地球 绕太阳转一周为一年,月亮的一次盈亏为农历月,人体内的生 物钟,公鸡每天报晓等都可以作为“钟冶。 由古代的日晷、沙 漏、一炷香(点燃计时)至现代的机械钟、石英钟,人们对时间 的测量越来越精确。 铯原子钟每 3 000 年只有 1 s 的误差。 1. 时间的单位 在国际单位制中,时间的基本单位是秒,符号是 s,常用单 位还有小时(h),分(min),毫秒(ms),微秒(滋s),纳秒(ns)等。 一些时间单位的换算关系: 1 h=3 600 s、1 min=60 s、1 ms=10-3s、1 滋s=10-6s、1 ns= 10-9s。 在1967 年的国际计量大会上确定铯原子振动 9 192 631 770 次所需要的时间定义为1 s。 2. 时间的测量 图 1-2-7 (1)时间的测量工具:在物理实验 中常用停表来计时。 常用停表外形如图 1-2-7所示,a 为归零按钮,b 为计时秒 针控制按钮。 停表和普通表的不同之处 是停表是可走可停的。 (2)停表的使用方法:一调:先进行 调节,就是按下归零按钮,使秒针指在 “0冶处(“30冶处); 二按:按动秒针控制按钮开始计时; 三停:计时结束时,要按动秒针控制按钮,这时秒针会停在 最后计时处。 (如果此时再按动秒针控制按钮,秒针接着 计时) 四读:首先读出小盘上的整分钟数(不包括半分钟数),然 后读出大盘的秒数,若小盘的分钟数大于半分钟,则大盘读 31、32若小盘的分钟数没过半分钟,则大盘读 0、1、2 读出停表上两指针所对应的时间值,用小圈的分针所指的示数 加上大圈的秒针所指示数(注意单位统一),就是你的测量值。 在读数时,首先要看清分度值及大盘和小盘的量程,如图 1-2-7 所示的表盘,小盘的分针转一圈需要用15 min,每小格为 第一章摇 走进物理世界 j 5 摇 摇 摇 摇 0. 5 min;大盘的秒针转一圈需要用 0.5 min,分度值为 0.5 s。 但 不同的停表可能有不同的量程和分度值,要具体问题具体分析。 一、测量长度 例 1一名粗心的学生测量记录中忘记写单位,他记录的 数据中数据的单位是米的是(摇 摇 )。 a郾 一支新铅笔的长度: 0. 175 b郾 一本外文字典的厚度: 3. 5 c郾 一枚 1 角硬币的厚度: 1. 8 d郾 一名同学的身高: 16. 4 a 项中一支新铅笔的长度比手掌的宽度要大些,但 没有手臂长,所以应记作 17. 5 cm=1. 75 dm=0. 175 m;而 b 项 中外文字典厚度比手指宽,没有手掌宽,所以应该是 3. 5 cm; c 项中1 角硬币的厚度比指甲厚,但没有手指宽,所以应该记 作 1. 8 mm;d 项中普通学生的身高为 1. 64 m=16. 4 dm。 a 本题意在考查同学们对长度单位的理解,可以利用 估测法解答,了解人体某些部位的大致长度,并且与题中的测 量结果相比较,从而判断出正确答案。 摇 摇例 2现有以下几种刻度尺:淤总长是 1 m 的毫米刻度 尺;于总长是 1 m 的厘米刻度尺;盂总长是 1. 5 m 的厘米刻度 尺;榆总长是2.5 m 的厘米刻度尺;虞总长是30 m的厘米刻度尺。 测量窗玻璃的长度时应选用第摇 摇 摇 摇 种刻度尺;进行三 级跳远比赛时应选用第摇 摇 摇 摇 种刻度尺;测量人的身高时应 选用第摇 摇 摇 摇 种刻度尺。 (填序号) 因为测量窗玻璃长度时,准确程度要求较高,长度一 般只有几十厘米,因此选用第淤种刻度尺;进行三级跳远测量 时,因为跳远运动员的成绩一般为十几米,准确到厘米也就够 了,因此选用第虞种刻度尺;因为人的身高一般小于 2 m,所以 测量身高时应选用第榆种刻度尺。 淤摇 虞摇 榆 要根据实际需要来选择刻度尺:一看准确度,二看能 否一次测量出结果。 图 1-2-8 摇 摇例 3如图 1-2-8 所 示,用刻度尺测量 a、b 两个 小木条的长度,其中对木条 摇 摇 摇 摇 的测量是正确的,这 个木条的长度是摇 摇 摇 摇 cm。 使用刻度尺时,刻 度尺要沿着所测长度放置,而图中 a 木条与刻度尺的刻度线没 有贴在一起,所以对 b 木条的测量是正确的。 b 木条的长度为 14.40 cm-11.00 cm=3. 40 cm。 b摇 3. 40 本题考查刻度尺的正确使用。 在记录测量结果时, 由于刻度尺的分度值是1 mm,故读数时要估读到分度值的下 一位,记作 3. 40 cm。 二、测量时间 例 4如图 1-2-9 所示,是两种常用的测量时间的工具, 其中甲表叫摇 摇 摇 摇 ,大圆盘的分度值是摇摇摇摇 ,指针走一 周的最大读数是摇 摇 摇 摇 摇 摇 。 乙表叫摇 摇 摇 摇 ,它的分度值 是摇 摇 摇 摇 ,指针走一周的最大读数是摇 摇 摇 摇 。 若体育课上 要测量跑 200 m 的时间,应用摇摇摇摇表,要测量一集连续剧 的时间应用摇 摇 摇 摇 表。 图中所示甲表读数为摇 摇 摇 摇 。 图 1-2-9 由 图 可 知 甲表为停表,乙表为 机械表,停表能方便地 用手启动和停止,在体 育比赛中,用来测时间 间隔。 甲表的长针分 度值是 0. 5 s,短针的 分度值是 0. 5 min,指 针走一周的最大读数是短针走一周的读数,为 15 min,乙表的 长针的分度值是 1 min,短针的分度值是 0. 2 h。 甲表短针所指 超过3.5 min,所以长针所指不是8.5 s,而是38.5 s,因此甲表读数 为 3 min 38. 5 s。 停表摇 0. 5 s摇 15 min摇 机械表摇 1 min摇 12 h摇 甲摇 乙摇 3 min 38. 5 s 停表内的小表盘以分为单位计数,而大表盘以秒为 单位计数。 摇 摇例 5图1-2-10 所示的是某班男同学在一次立定跳远中 距离相差 10 cm 为一组的直方图。 (1)请根据直方图,作出一个数据统计表。 (2)该班跳远距离较多集中在摇摇摇摇 摇摇摇摇m 的 范围内。 (3)跳远距离在 1. 6 1. 7 m 之间的有摇摇摇摇人,占全 班百分比为摇 摇 摇 摇 。 (4)若你不计平均值,用估计的方法,该班跳远的平均距 离在摇 摇 摇 摇 摇 摇m 之间。 (5)以 1. 7 m 以上为及格,1. 9 m 以上为优秀,则及格率为 摇 摇 摇 摇 ,优秀率为摇 摇 摇 摇 。 图 1-2-10 (1)由直方图可读出横轴为跳远距离,纵轴为对应的 学生人数,作数据统计时分别读取这两组对应数据即可。 (2)从直方图中可以看出,在 1. 8 1. 9 m 范围,共有人数为 18 名,人数最多。 (3)全班人数为 3+4+12+18+10+4+1=52,跳远 距离在 1. 6 1. 7 m 之间有 4 人,因此占全班百分比为 4 52 伊 100%抑7. 7%。 (4)从直方图上看,1. 7 1. 8 m 与 1. 9 2. 0 m 的人数基本相当,1. 6 1. 7 m 与 2. 0 2. 1 m 的人数相同, 1. 5 1. 6 m与 2. 1 m 以上的人数极少,对平均值影响不大,因 此可估计该班跳远的平均距离在1.8 1.9 m 之间。 (5)1.7 m 以 上的人数为45 人,1.9 m 以上的人数为15 人,总人数为52 人,则及 八年级物理(上)粤教沪科版 j 6 摇 摇 摇 摇 格率为45 52 伊100%抑86.5%,优秀率为15 52 伊100%抑28.8%。 (1)如下表所示: 距离/ m1.5以下 1.51.6 1.61.7 1.71.8 1.81.9 1.92.0 2.02.1 2.1以上 学生人数03412181041 摇 摇 (2)1. 8摇 1. 9摇 (3)4摇 7. 7%摇 (4)1. 8摇 1. 9摇 (5)86. 5% 摇 28. 8% 根据坐标轴对应的区间能获取相应数据是进行分析 和判断的基础。 摇 摇例 6仔细观察几种常见的尺子,如钢直尺、量衣用的皮 尺、塑料短尺、体育课上常用的皮卷尺等,并请思考下列问题: (1)刻度尺上的刻度有什么特点? (2)刻度线画得粗些好,还是细些好,为什么? (3)各种尺上的分度值是否一样? (4)比较各种尺子上10 cm 的长度是否一样? 用它们去测 量同一物体的长度时,会有什么结果? 用力拉皮尺来测量长 度,这样测量准确吗? (5)使用刻度尺时,是否一定要从刻度为 0 的位置量起? (6)各种尺的厚薄一样吗? 它们的刻度刻在哪一侧? 这 样有什么好处? 仔细观察各种尺子的刻度、量程及分度值;由于各种 尺子的分度值及量程的不同,用它们去测量同一物体的长度 时,会存在测量误差,用力拉皮尺进行测量,可能会使皮尺变 形,造成结果的不准确;使用刻度尺进行测量时,只要从某一刻 度开始量起就可以,但最好从零刻度线或某一整刻度线开始 量;通过观察可知,刻度均刻在尺子薄的那一侧,易使刻度面紧 贴被测物,便于准确读数。 (1)刻度是均匀的。 (2)细些好,精确度高。 (3)不 一定一样。 (4)基本上一样;存在误差;不准确,因为皮尺会被 拉变形。 (5) 不一定,只要从整刻度线开始量起就可以。 (6)不一样,刻度刻在薄的一侧,便于紧贴被测物体。 在学习中应加强对周围事物的思考和认识,提高自 己分析问题的能力。 本节内容中考重点考查:刻度尺的正确使用及测量结果 的正确记录;长度和时间的单位换算。通过日常经验估测物 品长度是今后中考命题趋势。 图 1-2-11 例 7(株洲中考) 图 1-2-11 是小明用刻度尺测量一条形金属片 长度的情形,该刻度尺的分度值和金 属片的长度分别是(摇 摇 )。 摇 摇 a郾 1 cm、5. 50 cm摇 摇 摇 b郾 1 cm、8. 30 cm c郾 1 mm、8. 30 cm 摇 摇 摇 d郾 1 mm、2. 80 cm 由题图可知,相邻刻度线间距离为 0. 1 cm (即 1 mm),即分度值为 1 mm;金属片左端正对 5. 50 cm 刻度 线,右端正对 8. 30 cm 刻度线,所以金属片长为:8. 30 cm- 5. 50 cm=2. 80 cm。 d 这把刻度尺的分度值为 1 mm,说明测量结果可准确 到 mm,但读数时不仅要读出准确值 5. 5 cm 及 8. 3 cm,还要读 出一位估计值,即应读 5. 50 cm 及 8. 30 cm。 摇 摇例 8(山东中考)用一把尺子测量某物体的长度,一般要 测量三次或更多次,这样做的目的是(摇 摇 )。 a郾 减小由于观察时视线倾斜而产生的误差 b郾 减小由于刻度尺不精密而产生的误差 c郾 减小由于估测而产生的误差 d郾 避免测量中可能出现的错误 读数时视线倾斜产生的是错误而不是误差,所以 a 不正确;刻度尺不精密而产生的误差,应通过选用更精密的 仪器来减小误差,故 b 错误;多次测量求平均值是为了减小由 于估读的值偏大或偏小而产生的误差,故 c 正确; d 错误。 c 误差产生的原因有两个:一是由于测量仪器不精密 而产生的;二是由于估读值偏大或偏小而造成的,针对不同的 原因,减小误差有不同的方法。 1. 3摇长度和时间测量的应用 长度和时间测量的应用 长度测量的特殊方法 以直代曲法 滚轮法 累积法 几何辅助法 测不规则形状物体的体积 量筒或量杯 长度和时间的估测 一、长度测量的特殊方法 摇 摇 (1)以直代曲法 用于测量短的曲线,如在地图上测量铁路、河流、海岸线的 长度等。 具体操作:用一根弹性不大的软棉线,让它与所测曲 线完全重合,并标上该曲线的起点和终点,拉直棉线,用刻度尺 测出两端点间的距离,即曲线长度。 如:将纸带平行于圆柱体 的横截面紧紧围住圆柱体,在纸带重叠处用大头针扎一个小 孔,展开纸带,用刻度尺测出两孔间的距离,即为圆柱体的周 长。 这种方法也称为替代法。 (2)滚轮法 用于测量较长的曲线长度。 可用一个已知周长的圆轮(或 先测出其周长)沿所测曲线滚动,记下轮子滚动过的圈数,再乘 第一章摇 走进物理世界 j 7 摇 摇 摇 摇 轮子的周长,即可测出较长曲线的长度,如汽车上的里程表用 的就是这种方法。 (3)累积法 当被测物体的长度很小时,可将同类待测物按所测长度方 向紧靠在一起,测出总长度后,再求出每个被测物的长度,如用 刻度尺测一张纸的厚度、细金属丝的直径等都用此方法。 先测 量出一本书的厚度,再除以书的张数(不是页数),就是一张纸 的厚度;把金属丝紧密排绕在铅笔上,用刻度尺测出 20 圈的总 直径,再除以 20,就是一根金属丝的直径,如图 1-3-1 所示。 图 1-3-1 (4)几何辅助法 有些长度虽然是直的,但要测的长度在物体内部或其他原 因,无法直接测量,即除用刻度尺外,还需要其他辅助测量工具。 硬币的直径是圆中最大的弦,可以利用几何知识,找出直 径,如将硬币的周长画在一张纸上,将这个圆对折,折痕即圆的 直径,然后用刻度尺测量折痕的长度,如图 1-3-2 所示。 球体 的直径或圆锥体的高,也可用几何方法从被测物体中测出来, 即找到和球体的直径或圆锥体的高度相等的长度,通常用刻度 尺和三角板配合来测量,如图1-3-3甲、乙所示。 图 1-3-2 摇 摇 图 1-3-3 二、测不规则形状物体的体积 我们知道,长方体、正方体、圆柱体、圆锥体、球体等形状规 则的物体的体积可以用刻度尺测算出来。 假如对一个任意形 状的物体,怎样测量它的体积呢? 概念规律 (1)在实验室里常用量筒或量杯来测量形状不 规则的物体的体积,使用方法(以量筒为例)为: 图 1-3-4 淤(“一放冶)量筒在使用时一定要放 在水平台上,不能倾斜使用; 于(“二观冶)使用前要观察它的分度 值和量程,其中“ml冶表示“毫升冶,1 ml= 1 cm3; 盂(“三读冶) 读数时,视线要跟液面 相平:若液面呈凹形,视线应与凹形的底 部保持相平;若液面呈凸形,视线应与凸 形的顶部保持相平。 (2)量筒的刻度是均匀的,量杯的刻度是上密下疏,如图 1-3-4所示。 (3)用量筒或量杯测量固体(如小石块)的体积的方法: 先在量筒或量杯内装入适量的水,读出水的体积记为 v1, 用细线系住小石块,慢慢浸没在量筒或量杯内的水中,读出小 石块和水的总体积记为 v2,则小石块的体积v=v2-v1。 (1)利用量筒或量杯测量物体体积时,应注意 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪 : 物体不易吸水或不溶于水中( 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪 比如盐的体积就不 能这样测);物体大小要合适,使它能完全放入量杯或量筒中 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪 。 (2)量筒或量杯内的水要适量, “适量”指: 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪 物体放入量筒 或量杯后,水面不会超过量筒或量杯的最大刻度, 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪 同时水又能 浸没被测物体 詪詪詪詪詪詪 。 (3)读数时视线应与液面的凹面底部相平 詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪 。 三、你身上的“尺冶和“表冶 假如你身边什么工具都没有,你能否对长度和时间进行一 些估测呢? (1)估测法是用目视方式估计物体大约长度的方法。 要 估测一个物体的长度,首先要对单位长度有多长有具体的感性 认识,可以根据人体的某些部分的长度作为“尺冶来帮助我们 认识和记忆。 (2)应该知道你身上的尺:大拇指的宽度约为 2 cm,手指 厚度约 1. 5 cm,手掌宽约 10 cm,一拃的长度约为 15 cm,一步 长约为 50 cm,正常身高为 1. 5 1. 8 m,伸开两臂长大约等于 身高 比较 摇 摇 比较是人们认识事物的一种 基本方法,比较分定性和定量比较 两种。 比如:本节中长度、时间的 估测和测量就用到了“比较冶。 说 甲比乙高是定性比较,说甲比乙高 6 cm,则是定量比较。 你的脉搏一分 钟跳多少次:摇摇摇 摇 摇摇 ,则跳一次的 时间为:摇 摇 摇 摇 摇 。 你周围一些物 体的长度:课桌的高 度约为80 cm,教室的 高度约为 3 m利 用这些已知长度,对 某些物体长度进行估测。 当需要判断一个物体的长度而又不 知道该物体有多长时,可以将它与你熟悉的物体进行比较。 (3)先估测再实际测量一下:淤用步长测出教室的长度; 于用脉搏测量时间,看你的脉搏跳动10 次、30 次、80 次的时间。 一、长度测量的特殊方法 例 1小明同学买了一盒自动铅笔用的笔芯,但包装盒上 注明的笔芯直径看不清楚了,小明想用实验方法测出笔芯直 径,他只有分度值是 1 mm 的三角板一块,小明能否测出笔芯 的直径? 如果能,请写出实验步骤。 如果不能,请说明理由。 由于笔芯的直径只有零点几毫米,所以可以用“累积 法冶进行测量。 能;淤把铅笔芯紧密排列在桌面上;于用三角板测出 排列的铅笔芯的总长度 l;盂数出所列铅笔芯的个数 n;榆用 d= l n 算出笔芯直径。 当被测物体的厚度、长度、直径很小时,可将多个相 同的待测物集中起来进行测量,再求平均值,即得所求量。 摇 摇例 2两卷细铜丝,其中一卷上标有直径 准1=0. 3 mm,而 另一卷上标签已脱落,如果给你两支相同的铅笔,你能较为准 确地测出它的直径 准2吗? 请写出操作过程及细铜丝直径的数 学表达式。 没有刻度尺,只有两支铅笔,乍一看无法测出铜丝直 径。 如果将两种不同规格的铜丝分别绕在铅笔上,且两线圈 八年级物理(上)粤教沪科版 j 8 摇 摇 摇 摇 图 1-3-5 的长度相等(即l1= l2),则可得 准1n1=准2n2(n1,n2代表线圈匝 数,即圈数),数出 n1和 n2,准2便 可知。 操作过程:将两卷细铜 丝分别绕在两支铅笔上且线圈长度相等,如图 1-3-5所示,并 数出它们的匝数 n1、n2。 数学表达式:求出未知直径的铜丝直径 准2=(n1/ n2) 准1。 为减小误差,向铅笔上绕线时要紧密排绕。 二、测不规则形状物体的体积 图 1-3-6 例 3如图 1-3-6 所示,量筒 的最大测量值是摇摇摇ml;分度值 是摇 摇 摇 ml;放入物体前,水面对应 的刻度值为摇 摇 摇ml;放入物体后, 水面对应的刻度值为摇 摇 摇 ml;物体 的体积为摇 摇 摇 cm3。 题图中所示的量筒,靠近 筒口的最大刻度值为“100冶,以上标有“ml冶,表明量筒的最大 测量值是 100 ml。 在量筒壁上标注的任意两个相邻的读数之 间都有5 个小格,表明该量筒的分度值为2 ml。 放入物体前,水面 凹面正对着50 ml 处,放入物体后,水面凹面正对着 60 ml 处,则 物体的体积为v=v2-v1=60 ml-50 ml=10 ml=10 cm3。 100摇 2摇 50摇 60摇 10 量筒是测量体积的工具,在使用前应观察量筒上部 标注的量筒的最大测量值,并观察分度值。 用量筒可以直接测 出液体的体积。 对于形状不规则的固体的体积,可先用“排水 法冶再通过量筒测量。 量筒里的水面是凹形的,读数时,视线要 与凹面底部相平。 摇 摇例 4有一金属铸件,由于截面大于量筒口径,无法用量 筒直接测出体积,你能用什么办法测出它的体积? 由于物体尺度较大,不能直接放入量筒,我们可以借 助溢水杯、水和量筒,根据溢水体积等于物体体积进行测量。 摇 摇方法一:取口径较大的溢水杯一只,装满水;将铸件 缓缓没入溢水杯中,用量筒接住溢出的水,读出溢出的水的体 积即为铸件体积。 方法二:取口径较大烧杯一只,将铸件放入 杯中,注入适量水淹没铸件,在水面处做上标记。 取出铸件,另 取量筒,注入适量体积水,记下体积 v1,将量筒中的水缓缓注 入烧杯中,直至水面重新到达标记处,读出量筒中剩余水的体 积 v2。 则铸件体积为 v1-v2。 要注意金属铸件、量筒及溢水杯和水接触后都会沾 有少量的水,即容易给测量带来误差,在设计测量方法时,要尽 量避免。 摇 摇例 5小明要模仿古人用水钟表来计时,他找来一个带水 龙头的水壶,一个量筒和适量的水。 (1)帮小明设计一下,如何用这些器材来测定时间。 (2)这种测定时间的方法产生误差的主要原因是什么? 如何改进? 让水龙头形成时间间隔稳定不变的水滴,通过计算 所滴水滴的多少可以度量时间的长短。 (1)在水壶中装适量水,稍微开启水龙头,形成稳定 水滴,再用量筒接着水滴,测出滴入 1 ml 水所用的时间 t0,然 后可根据滴入量筒中水的体积 v(以 ml 为单位)知道所用的 时间 t=vt0; (2)这种测定时间的方法产生误差的主要原因是随着水 壶水位下降,水滴滴得越来越慢。 可采用补充水壶里的水的方 法来减小误差。 本节知识中考重点考查:(1)长度的特殊测量。 (2)用量 图 1-3-7 筒测液体或不规则固体体积。 (3)长度和时间的估 测。 摇 摇例 6(广州中考)如图 1-3-7 所示,量筒中液体 的体积是摇 摇 摇 ml,合摇 摇 摇 l。 使用量筒测液体体积,读数时,视线与液体 的凹面底部或凸面顶部相平,所以读数(即液体的体 积)为 30 ml,合 0. 03 l。 30摇 0. 03 1. 4摇尝试科学探究 尝试科学探究 探究摆的奥秘 科学探究的过程 提出问题、猜想与假设、 制定计划与设计 实验、进行实验与收集证据、 分析与论证、 评估、 交流与合作 一、探究摆的奥秘 摇 摇 物理学不仅有理论知识、各种各样的技能和方法,还有丰 富的科学思想、科学精神和科学态度。 一般说来,知识可以从 书本上学习获得,但是技能和科学方法,尤其是科学思想、科学 精神和科学态度,不可能简单地通过书本学习得到,需要通过 亲自参与动手动脑的科学探究活动,才能较好地掌握。 科学的探究方法是物理学取得巨大成就的重要原因之一。 在开始我们的物理探索之旅前,首先以探究影响摆钟摆动快慢 的因素为例来了解科学家们的探究方法。 第一章摇 走进物理世界 j 9 摇 摇 摇 摇 实验探究 . 提出问题:家里的摆钟来回摆动的快慢由什么决定呢? 控制变量法 摇 摇 物理学中一个物理量往往同时与 多个因素有关,研究这些影响因素间 的关系时,常常只改变其中一个因素, 而控制其他因素不变,从而得出该物 理量与这个因素的关系,这种方法叫 控制变量法。 本节研究单摆摆动快慢 与摆长、小球质量是否有关便用到此方 法。 这是科学探究活动中常用的重要 方法。 建立模型法 实际中的事物是复杂的,在对实 际事物进行探究时,常需对其进行简 化,忽略次要因素,突出主要矛盾,这 样便可得到一系列物理模型。 本节钟 摆经过简化就建立了单摆的模型。 猜想与假设: 猜想 1:摆动的 快慢可能跟摆钟的 轻重有关。 猜想 2:摆动的 快慢可能跟摆线的 长短有关。 甲摇 摇 摇 摇 乙 图 1-4-1 摇 摇猜想 3:摆动的 快慢可能跟偏离的 角度有关。 制定计划与设 计实验:第一组:用 同样长的细线,分别挂上铜球和铝球代替钟摆做实验,如图 1- 4-1 所示。 第二组:对同一个小球,用不同长度的细线悬挂着进行实验。 进行实验与收集证据:在实验室里找出合适的器材,分别 进行实验,分别测出小球摆动 10 次和 20 次的时间,并把测出 的数据填写在预先设计好的表格中。 第一组实验结果(同样线长,不同小球) 摇 摇 摇 摇 摇 摆动次数 时间 t/ s摇 摇 摇 摇 小球种类摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 1020 铜球2040 铝球2040 第二组实验结果(同一小球,不同线长) 摇 摇 摇 摇 摇 摆动次数 时间 t/ s摇 摇 摇 摇 线长 l/ cm摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 1020 801836 1602550 摇 摇 分析与论证:根据实验提供的数据信息,经过对比分析,得 到一个结论:摆球摆动的快慢与摆线的长短有关,与摆球的轻 重(材料)无关。 评估、交流与合作:探究过程是否恰当? 探究得到的结果 是否合理? 二、科学探究的过程 为了反映具体的探究过程,同学们要写一份总结报告,总 结报告要全面地再现探究过程,对探究过程中的 7 个要素应根 据实际情况灵活运用。 (1)提出问题:在对生活和自然中的现象进行观察时,必 定会产生许多用自己已有经验和知识不能圆满解释的甚至是 矛盾的问题,如何将这些问题明确地表达出来,这是科学探究 的第一步。 (2)猜想与假设:根据自己已有的经验和知识对问题的成 因提出合理的猜想与假设。 (3)制定计划与设计实验:制定计划并设计一个实验来检 验你的假设。 也就是根据现有的条件和探究的要求把猜想与 假设具体化、程序化,会选择方法和需要的器材。 在计划中要 写明详细的实验步骤以及在实验中要进行哪些观察和测量。 (4)进行实验与收集证据:根据实验设计进行实验,在实 验过程中注意观察,并收集实验中观察到的现象和记录实验中 测量的结果(即实验数据)。 (5)分析与论证:要对数据进行分析,看看是否存在什么 规律或趋势。 如果能把数据整理成表格或图表,常常能更清楚 地看出它们的规律。 然后思考这些数据说明了什么,它们能不 能支持你的假说? 是否需要收集更多的数据? (6)评估:要有意识地对探究过程和探究结果进行评估, 注意假设与探究结果间的差异,探究活动中未解决的矛盾,发 现的新问题,尝试改进探究方案,并从评估中吸取经验教训。 (7)交流与合作:科学是在交流与合作中进步的。 为了更 好地与人交流,需要写出简单的探究报告,能准确地表达自己 的观点。 在科学探究中还必须有合作精神,在合作中既要坚持 原则又要尊重他人,能思考别人的意见,改进自己的探究方案, 有团队精神。 一、探究摆的奥秘 图 1-4-2 例 1小玲、小红和小丽在操场 上玩荡秋千(图1-4-2甲)。 小丽把 小红、小玲分别轻推一下,细心的小 丽发现,她俩往返摆动一次时间几 乎一样,那么秋千往返摆动一次的 时间与哪些因素有关呢? 三人对此 问题进行了探究,提出如下猜想: 猜想1