师:各位同学,大家好。今天我们学习1.3节长度和时间测量的应用。首先了解一下本节内容的学习目标:一、经历用累积法、化曲为直法、滚轮法测量长度;经历用量筒或量杯测液体和不规则形状物体的体积;了解自己身上的“尺”和“表”。前面我们学习了如何正确地用刻度尺测量长度。如果想测量一张纸的厚度,还能用刻度尺直接测量吗?
生:一张纸的厚度太小,直接用刻度尺测量,误差太大。
师:没错,所以我们可以选择间接测量的方法。第一步,测出书本内页的厚度h,要注意书本封面和内页的厚度不同,测量时不包含书皮;第二步,算出纸的张数n,可以用书本最后一页的页码除以2来计算;第三步,计算出一张纸的厚度d,d等于h除以n 。这种测量方法叫做累积法。当所测量的量很小时,我们就可以采用累积法进行间接测量。根据这种思路,如何用刻度尺测量细丝的直径呢?
生:细金属丝的直径和一张纸的厚度一样,都很小,不便于直接测量,所以可以采用累积法间接测量。
师:非常好。可以将细金属丝紧密均匀地缠绕在铅笔上,记下缠绕的匝数n,再用刻度尺测出n匝金属丝在铅笔上的长度h,则金属丝的直径d等于h除以n 。接下来我们观看具体的实验操作。
(实验操作描述略)
师:同学们可以讨论一下,你还能想到用累积法测量什么?
生:头发丝的直径、铅笔芯的直径等等。
师:累积法不仅可以用来测量长度,也可以用来测量其他的物理量,比如测量心跳一次的时间、一滴水的体积等等。直的线段可以用刻度尺测量,那一条曲线的长度该如何测量呢?比如我们要测量这条曲线AB的长度,线是弯曲的,刻度尺无法摆放。该怎么办呢?
生:想办法让曲线拉直变成直线进行测量。
师:具体怎么做呢?第一步,用一条弹性不大的棉线重叠在曲线上;第二步,在棉线AB两端点位置上做出相应标记,这样曲线的长度就和棉线上标记两点间的长度相同;第三步,将棉线放直,用刻度尺测量出两标记间的长度即可。这种测量方法叫做化曲为直法。接下来我们观看具体的实验操作。
(实验操作描述略)
师:要测量曲线AB的长度,除了化曲为直法,你还能想到别的方法吗?
生:还可以选择滚轮法,用已知周长的轮子沿曲线滚过,记下轮子滚过的圈数,则曲线的长度等于轮子的周长乘以转过的圈数。
师:那想要知道轮子的周长,我们需要知道轮子的直径。以硬币为例,如何测量一枚硬币的直径呢?硬币的直径无法直接测量,原因是无法下尺,也就是无法摆放刻度尺的位置。
生:可以借助于两块三角板进行辅助测量。
师:具体步骤是什么呢?第一步,使直角三角板一条直角边与刻度尺左边的一段重合,调整三角板的位置,使另一条直角边对准刻度尺上某一条整刻度线;第二步,将硬币立放在刻度尺上,使其与三角板和直尺相切,这样硬币的左侧就对准了整刻度线;第三步,在硬币右端再放一个直角三角板,使其一条直角边与刻度尺右端重合,另一条直角边与硬币相切;第四步,从刻度尺上读出两个直角三角板相互平行的两条直角边间的距离,即为硬币的直径。在摆放中一定要注意0刻度线的位置,比如左侧这边0刻度线没有对齐,则测量结果就是错误的。学习了长度的一些测量方法,我们再来学习一下不规则形状物体的体积测量。我们知道液体是没有固定形状的,那物理学中如何测量液体的体积呢?
