物质世界的尺度、质量和密度-第一节-物体的尺度及其测量

1、、物体的尺度及其测量莊茫宇宙，浩瀚无边*科学 家们用 来量度它 的大小在地球上*我们常用_0或 “米来试度橙度或距离微观料子的栓应常 用來就度"2)都是宜接用来测定淞怵 体积的仪器利用排港虫间接测献固林的依积物质世界的几何尺康厂体积的测量答案：1“光年2“千米6刻度尺7零刻线 8量程物体的尺ffiK其测3“纳米9分度值单纯：哉屢.的国际单住削是 匹L , 比粕m大希看丰炭Qot).比靠(m)j、 的有分和dm)、厘采(cm)、交来(mm)、 、妁*(nm)工耳：寇尖雅宝里，_駁_JL 最星本的测量工轧便用常娥到三看"：看剣度尺 的_0_在哪里，是否磨机； 帘剌度尺二

2、4;_(測量挹图 请剌度尺的便用时做到“五会：会选： “会放： “会看；“会谊； “会记测重值与祓涮沏休的真实值之何，俣差 以逓兑4米mi 5微米卩mi10误差 11错误 12单位及 测呈劃度尺 便用量筒和量杯厂豐 =二4：点威上电龙势豐圭生静些1 物质世界的几何尺度1茫茫宇宙，浩瀚无边，目前人类观测到的宇宙中拥有数十亿个星系，每个星系又 由无数颗星体组成。我们的银河系就是其中的一个星系，一束光要穿越银河系得需要十万年的时间，更何况整个宇宙呢！科学家们用“光年作为尺度来度量它的大小。2地球为我们人类祖祖辈辈提供了生活所需的一切，它只是太阳系中一颗普通的行 星，半径约是6 400 km，我们用千

3、米作尺度度量它。3世界上最高的山峰一一珠穆朗玛峰的海拔高度是8 844.43 m，我国16岁中学生平均身高男生是1.72 m 172 cm女生是1.62 m 162 cm，我们头发的直径约是 104 m 眼睛还可以分辨，而组成物质的分子直径就更小了，一般只有百亿分之几米，通常用10 T°m作单位来度量。总之，无论是无边无际的宇宙，还是巨大的天体，亦或是微小的分子、原子，它们都有 一定的尺度，都要占据一定的空间。我们的世界是可以用几何尺度来测量的。释疑点光年的理解光年也是长度单位，用来表示天体之间的距离。1光年等于光在1年中的行程，约为 9.46 X 10 15 m。【例1】给下面几个

4、物体填上适当的尺度： 与我们最近的仙女座大星云距离我们约为220万;我国最长的河流长江约 6 300;小军今年上初二，他的身高是1.68 ;般分子、原子的直径约为 10 10。解析：仔细阅读课本，从课本中获取所需要的信息，同时根据自己的已有的知识和生活经验来判断。仙女座大星云是天文学的范畴，一般情况下是采用光年来度量的，而河流那么一般采用千米作尺度，我们的身高、分子、原子那么用米来描述。答案：光年千米米米2.长度的测量1长度的单位：在国际单位制中，长度的单位是米，符号是m在实际应用中，长度的单位还有千米km、分米dm、厘米cm3、毫米mr、微米卩m、纳米nm等。 它们与米之间的换算关系是：31

5、 km = 1 000 m = 10 m-11 dm = 0.1 m = 10 m-21 cm = 0.01 m = 10 m一 31 mm= 0.001 m = 10 m一 61m= 0.000 001 m = 10 m91 nm = 0.000 000 001 m = 10 m析规律 长度单位换算的正确步骤数字不变，乘以目标单位与原单位之间的进率，将原单位改写为目标单位即可。25,64100 m = 0.256 4 m*目标单位虑单位与目标单住之间的进率数字不变11皮尺、钢卷尺、游标卡尺和螺旋测微器等如以2长度测量的常用工具：我们学习中常用的测量长度的工具是刻度尺，除此之外人 们在生产生活

6、使用的长度测量工具还有米尺、 下列图所示。|»长度测量的常用工具3正确使用刻度尺： “会选：根据实际需要，选择量程、分度值适宜的刻度尺。例如安装门窗玻璃时，要选择分度值较小的钢卷尺，量程不必太大；建筑工人测量建筑物占地面积时，应选择量程较大的皮尺，而分度值没有必要太小。使刻 “会放：尺子要沿着所测长度放正， 作为起点的整刻度线对齐被测物的起点, 度线贴近被测物体如图甲所示。甲乙 “会看：读数时视线要正对刻度尺，与尺面垂直，不要斜视如图乙所示。 “会读：读数时，估计到分度值的下一位。- - = - - 一 - - “会记：记录时，除了正确无误地记录下所读的数字外，还要注上单位，只写数

7、字不标明单位的记录是无意义的。点技巧估读的意义 估读是由于被测量数值介于测量工具最小分度值之间某位置而 进行估读的。如以下列图所示，刻度尺的分度值是1 mm我们在读数时应该估计分度值的下一位，即 0.1 mm。屮| njnnp Tnpinpn ijmpnrpnTjnnpi 川 i川|人U 宀7扁估读的方法是在头脑中把分度值1 mm cm。【例2- 1】以下列图中，读数时视线正确的选项是 选填“ A'或“ B'，物体的长度为cm。解析：读数时视线应正对刻度尺，与尺面垂直，因此B正确；从图上可以看出刻度尺上的单位是cm,分度值为1 mm,读数时应该估计到毫米的下一位，物体的长度在刻

8、度尺上的 示数在2.4 cm和2.5 cm中间，记录时 2.432.47 cm 之间的数值均可。答案：B提示：长度测量要求估计到分度值的下一位，如果物体的边缘对应整数格，估计的一位数字应该记录为0。辨误区 刻度尺的选择 在实际测量过程中，原那么上测长度要求一次测量，如果测量范围小于实际长度， 势必要移动刻度尺测量假设干次， 那么会产生较大的误差； 同时由于刻度 尺的最小刻度值不仅反映了刻度尺不同的准确程度，而且还涉及测量结果的有效性， 因此量程和最小刻度值应从实际测量要求出发兼顾选择，选用量程和分度值适宜的刻度尺。【例2-2】小华和小明想测自己 60 m短跑所用的时间，为此，他们必须在操场上先

9、量 出60 m长，请你帮助他们从以下提供的器材中选出适宜的刻度尺A. 长为30 cm，分度值为1 mm的钢尺B. 长为1 m，分度值为0.5 cm的木尺C. 长为3 m，分度值为1 cm的钢卷尺D. 长为30 m，分度值为1 dm的皮卷尺易错答案：A纠错剖析：分析此题时，一定要明确刻度尺的选择规那么。选项易错角度纠错剖析A由于分度值越小的刻度尺，测量 时准确程度越高。实际测量并不是分度值越小越 好，而是根据实际需要，选择合 适的测量工具，对于几十米的跑 道而言，测量不需很精确，量程 尽量大一点较好。正确答案：D3体积的测量1体积的单位在国际单位制中体积的单位是米3m常用的单位还有分米3dm3也

10、叫升L、厘米3cn3也叫毫升mL它们之间的换算关系是：1 m3= 103dm3= 106 cm3。2形状规那么物体的体积测量对于形状规那么的物体，例如长方体、 正方体等，用刻度尺测出它们的边长， 再通过公式 V= abc可直接算出；如果是圆柱体可再借助于三角 板测出直径和高，再利用 V= Sh计算得 出。3液体体积的测量一一量筒或量杯测量液体体积的工具有量筒和量杯，如图甲所示。量筒的刻度值是均匀的，量杯的刻度值不均匀。量筒左和量杯右甲t4540454035302520乙 - - - B 1-301-25F-20 量筒的刻度值：量筒采用毫升mL作单位。 量筒的读数规那么： 如图乙所示，读数时，如

11、果液面是凹形的，视线要同凹液面的中央 最底处相平；如果液面是凸形的，视线要与凸形液面的顶部相平。点技巧 量筒或量杯使用方法向量筒或量杯中倒入、倒出液体时应小心，不能溢出，尤其是用排水法测固体体积时，预先放入的水要适量， 水不能少得淹不过物体， 也不能多得溢出量筒。【例3】甲、乙、丙三位同学在用量筒测液体体积时，读数情况如下列图，其中同学读数正确，量筒中液体体积为 mL。解析：量筒中的液面是向下凹的，读数时视线应该与凹液面相平，乙同学的读数正确，量筒上标有“ mL'，说明此量筒的分度值为1 mL,从图上可以看出液体的凹液面与60 mL的刻度相平，因此液体的体积为60 mL。答案：乙 60

12、提示：俯视读数会使结果偏大，仰视读数会使结果偏小，都是错误的。厂:亠二號呼"号显丿丿亍帀方 砧m亍Nd 订巧丘A &计看正di4. 误差与错误误差：测量时受所用仪器和测量方法的限制，测量值与真实值之间总会有差异，这个差异叫做误差。误差是不可防止的，而错误是可以防止的。如下表所示：庆差错误定义测量值与真实值之间的差异测量过程中由于操作不当而导不同致测量结果不正确产生仪器精确度限制；估计时 有偏差；环境对仪器的影响r由于不遵守测量仪器的使用规原因贝叽或者记录测量结果时粗心不冋原因造成的改进 方法校准测量仪器；选用精密消除错误的方法：正确使用测量仪器；屡次测量求平均测量仪器；正确读

13、数和记录值数据释疑点理解减小误差的方法屡次测量求平均值是最有效的减小误差的方法， 对于同一物体进行 n次测量，将每一次 测量结果累加，再除以次数，得到的结果应保存与原测量结果相同的位数，并不是保存的小数位数越多越好。5. 长度的估测当精确度要求不高时， 长度和时间的测量，可以借助自然现象或身边的一些物品进行估 测，长度的估测在日常生活、生产中有着广泛的应用，有着较高的使用率。 用目测法用眼睛估测，木匠估测木条长度，石匠估测石头的长度和宽度等； 用手测法用“拃和“指作长度单位估测，如估测衣服的宽度； 用步测法估测，如估测教室长和宽、家到学校的距离等。6 排水法测量不规那么固体体积 测量能沉入水中

14、的固体的体积时， 先在量筒中倒入适量的水，读出其体积值V,然后用细线拴牢固体比方石块，浸没在量筒的水中，读出此时水面对应的刻度值V2,那么石块的体积为V= V2-Vio 对于不能沉入水中的固体， 那么可采用“悬垂法， 即将待测固体与一能沉入水中的重 物用细线拴在一起，放入水中测出总体积 Vi,然后再将所拴的重物单独放入水中测出其体积 U,那么待测物体的体积为 V= Vi V另外也可以使用“针压法，即用一只细针将被测物体压入液体中，由于针尖非常细小，其体积可以忽略不计，通过观察水面上升的刻度变化，便可得出待测物体的体积。 如果被测物体体积过大，无法放入量筒中，那么可采用“溢水法，即将物体放入盛满

15、水的杯内，同时将溢出的水接到量筒中，通过量筒读取的数据就是该物体的体积。释疑点等量替代法 用量筒测量不规那么固体的体积，实际上是利用了等量占据空间替 代的方法。【例4 1】关于误差，以下说法错误的选项是A. 测量值和真实值之间的差异叫误差B. 误差和错误一样，都是可以防止的C. 测量工具越精密，实验方法越合理，误差就越小D. 用屡次测量求平均值的方法，可以减小误差解析：A选项是误差的定义，正确； C D选项是减小误差的方法，也是正确的；B选项的表达是错误的，误差和错误是截然不同的，在物理实验中，误差只能减小，是不能防止的，而错误是由于实验者粗心或不遵守实验规那么等原因造成的，是能防止的，实验中

16、尽量不要出现错误，否那么得出的实验结论不正确或实验做得不成功。答案：B提示：要正确解答此题，首先要掌握误差的定义， 还要掌握误差产生的原因，减小误差 的方法及误差与错误的区别。【例4 2】温度升高相同的条件下，铜膨胀的程度比钢大，在20 C时用一个钢卷尺测得一个铜块的长度为 2.60 cm，假设在50 C的高温环境下，用它测同一铜块的长度， 那么测量结果应为A.大于 2.60 cmB.等于 2.60 cmC.小于2.60 cm D.无法确定解析：刻度尺的精确程度受测量环境、时间、温度、外力等因素的影响，当这些因素发 生变化时，测量结果往往也会变化，因此，实际测量时，应考虑诸多因素的影响，分析实

17、验 误差的大小。答案：A【例5】学习长度的测量时，不仅要练习使用刻度尺来测量物体长度，同时还必须练习 利用目测估计一些常见物体的长度。下面是同学们开始练习阶段对一些物体长度单位的估测值，其中正确的选项是A.普通宿舍房间门的高度般都疋3 mB.冋学们大拇指指甲的宽度大约是33 mmC.一支新铅笔长度大约为20 dmD.26型电动车车轮的直径大约是70 cm解析：根据人的高度可知普通宿舍房间的高度约为2 m左右，故A错。经过观察自己的拇指可估测33 mm不符合实际，故 B不对。20 dm化成米是2 m，显然这支铅笔太夸张了， 所以C不正确。根据生活经验 26型电动车车轮直径大约是 70 cm,所以

18、D对。答案：D【例6 1】如下列图，这是小刚和同学们利用量筒采用排水法测量一个小石块的体积时所操作的情况，请你读出石块放入前量筒中水的体积Vi =cnf,石块放入后水和石块的总体积 Va=cm?，计算。该石块的体积 V=cm?。解析：图示量筒采用的单位是4 mL,左图中水的体积是凹液面对应的刻度值：60 mL,也就是60 cm3;右图中水的凹液面对应的刻度值是水和石块的3333总体积：80 mL, 即卩 80 cm ;石块的体积：80 cm 60 cm = 20 cm。答案：60 8020【例6 2】小红在实验室里测量一块形状不规那么、体积较大的花岗岩的体积。因花岗岩体积较大，放不进量筒，因此

19、她利用一只烧杯，按图中所示方法进行测量，那么花岗岩的体积是cm3。解析：A图中标记线的位置是烧杯中水与矿石的总体积，B中把矿石取出后， 水面下降。量筒中水的体积是 200 cm3;把量筒中的水倒入烧杯，使液面与标记的虚线重合为止，如C图，量筒中剩余的水体积是 130 cm3,量筒中倒出去的水的体积就是矿石的体积，大小为200333cm 130 cm = 70 cm。答案：70思维拓展倒新应用J 盘；:壬、3主；即.佗7 长度测量的一些特殊方法1“化曲为直法：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，用刻度尺测量出线的长度，就是曲线的长度。2“累积法：由于测量工具的准确度有限，直接对微小量进行测量会出现较大的 误差，此时就把多个相同的微小量放在一起测量，将结果除以个数，得出被测的微小量。比方测量一张纸的厚度，可以先测量出一本书的厚度，然后计算出书的张数，最后算出一张纸 的厚度。3“平移法：当物体的长度无法直接测量时，我们可以采用平移的方法来测量物 体的长度，