师：同学们好，这节课我们来学习长度和时间的测量。比较是人们认识事物的基本方法，例如长短、快慢、冷热的比较，没有比较就无法鉴别。比较有定性比较和定量比较两种，测量就是一种定量的比较。物理学是以实验为基础的精密定量科学，所以在研究和学习物理的过程中，我们需要进行测量。
为了科学地进行测量，必须要有一个公认的标准量作为比较的依据，这个标准量就叫做单位。长期以来，世界各国沿用的单位各不相同，以长度的单位为例，就有尺、英尺、米等等。为了便于各国间的科技文化交流，国际上规定了一套统一的单位，叫做国际单位制，简称SI。我国于1984年宣布法定计量单位采用国际单位制的单位。在国际单位制中，长度的单位是米，符号为m。那么一米有多长呢？它是怎么规定的呢？
在计量单位的发展史上，确实经历过以人体的某个部位特性为计量单位的阶段。拿长度来说，英国人用成人脚的长度做一英尺（foot），埃及人用肘尺——从成人指尖到胳膊肘的距离，而古代中国用咫尺，以成人张开手指大拇指到中指的距离为一尺。可我们的左脚右脚都不一定一样长，这样的计量方式很难统一。人类还将眼光放到了谷物等自然物身上。比如英国曾规定36颗大麦首尾相连的长度为一英尺，如果一直这么干，我们可能就都是36码的脚了。
终于在1875年3月，17个国家在巴黎开会，决定用通过法国巴黎的地球子午线的四千万分之一的长度作为一米。光说不算，5月20日又签订了条约，称之为《米制公约》，这就是米的诞生。光纸上谈兵也不行，他们还制作了一些长度为一米的铂铱合金尺子，其中有一把被选为米原器，放在法国巴黎的国际计量局。
米原器这样的国际原器先要被放进三层玻璃罩里，再放进一个特制柜子中——一个有三把钥匙的柜子，这三把钥匙同时使用才可以打开柜子。而这个柜子又被放在一个温度湿度相对稳定的房间里。其他的一米铂铱合金尺子被别的国家拿走，当米的基准过上一段时间还要拿回去和米原器比一比，进行校准。当时人们以为这些铂铱合金的器件不会变化，但以为终究是以为。据科学家测算，它们100多年可能减少了50微克。它们确实用了一百多年，跨进了21世纪，用到了2018年。那年大家又开了个会，将计量单位全部定义到物理常数上。什么叫定义到物理常数上呢？比如光在真空中每秒走近3亿米，科学家利用光的这个特性，将一米定义为光在真空中走约1/300,000,000秒所经过的距离。
在实际测量中，为了使用方便，人们还规定了比米大的单位，如千米，比米小的单位如分米、厘米、毫米、微米、纳米等。部分长度单位的换算关系已经显示在屏幕上，大家要注意到，千米、毫米、微米、纳米之间的进率关系为10的三次方，而米、分米、厘米、毫米之间的进率关系为10。让我们通过例题来熟悉一下它们之间的换算。36千米等于多少厘米呢？从上面的换算关系我们能发现，1千米等于10的5次方厘米，所以36千米等于36乘以10的5次方厘米。整理成规范的科学计数法格式，最终结果为3.6乘以10的6次方厘米。同理，546纳米等于546乘以10的 - 9次方米，等于5.46乘以10的 - 7次方米。请同学们看一看下列长度单位换算正确的是哪一个选项呢？1厘米等于10毫米，所以78厘米等于78乘以10毫米等于780毫米，所以正确的选项是D。
在生活中，我们要知道一些常见物体的长度，例如课桌的高度大约为0.8米，教室每层楼高约为3米，手指甲的宽度约为10毫米，走路的步幅约为50厘米等等。有了长度的单位，就可以设计制造出各种测量长度的工具。刻度尺是测量长度的基本工具，包括毫米刻度尺、三角板、皮尺、卷尺等等。较为精密的测量工具有游标卡尺、螺旋测微器等等。同学们常用的刻度尺如图所示，这里的厘米为这把刻度尺的读数单位，0刻度线是刻度的起点，即标0的刻度线。量程指一把刻度尺的测量范围，它决定着一次能测出的最大值。分度值指相邻两刻度线之间的长度，它决定了测量的精度。在我们测量之前，要根据测量对象和要求选择适当量程和分度值的刻度尺。量程的选择首先考虑能进行一次性测量，然后根据需要选择合适的分度值，并不是分度值越小越好。例如在安装门窗玻璃的时候，应该选用分度值为1毫米的刻度尺进行测量，而测量教室的长和宽的时候，选用分度值为1厘米的刻度尺较为合适。
选择好刻度尺，在测量时要正确放置刻度尺。首先刻度尺要放正，不能歪斜，同时0刻度线要与被测物体一端对齐。如果刻度尺有一定的厚度，刻度线要紧靠被测物体且与被测边平行。读数的时候视线要正对刻度线，与尺面垂直。示数要估读到分度值的下一位，记录的时候既要记下准确值，也要记下估计值，所以测量结果等于准确值加估计值。图中所示物体的长度测量结果为2.78厘米，其中2.7厘米为准确值，0.08厘米为估计值。下面我们使用刻度尺来测量一些物体的长度，同时请同学们注意观察当刻度尺的零刻度线有污损的时候，我们该怎样测量物体的长度。
请同学们思考，下列两幅图中，刻度尺的分度值和物体的长度分别是多少？
第一幅图中刻度尺的分度值是1毫米，物体的长度是2.78厘米。第二幅图中刻度尺的分度值是1厘米，物体的长度是2.7厘米。从这里可以看出分度值对测量结果的影响。接下来请同学们练习使用刻度尺测量物理课本和作业本的长度和宽度，并把结果填入下表。
屏幕上显示的是老师对物理课本测量的结果，一些同学的结果可能跟老师的不一样，这很有可能是由于测量误差导致的。那什么是误差呢？测量值与真实值之间的差异叫做误差。误差是由测量工具、测量方法、测量者等原因产生的。我们可以通过选用精度更高的测量工具、改进测量方案以及多次测量取平均值等方法来减小误差。同学们要注意错误与误差的区别，错误是由于操作时未遵守仪器使用规则或者读数时粗心造成的，是可以避免的，但是误差只能减小，不可消除，不可避免。
我们常用图表的方式来处理测量数据，例如某班同学体检后以身高相差3厘米为一组，用列表的方式统计，如左图所示，并以此绘制出相应的条形统计图。通过条形统计图，我们可以直观地看出，这个班的学生身高较多集中在159厘米和170厘米范围内。由此可以计算出身高在159 - 170厘米之间的学生数占学生总数的百分率约为67%。测量时间与测量长度一样，要先规定时间的单位，再选择测量时间的工具。在国际单位制中，时间的基本单位是秒，符号是s。那么，1秒是如何定义的呢？