测量的历史.docx

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测量的历史

0.3测量的历史

课程学习标准

这一节你将学习一一长度、质量和时间的一般测量方法

1学习目标

知识与技能

过程与方法

知道测量的要素是单位和量度工具。

巩固使用刻度尺测量长度

能正确使用天平测量质量

能初步使用打点计时器的研究物体的运动

领悟打点计时器的工作原理掌握间接测量的一般方法掌握一般的估测方法

2.知识网络图

教材内容详解（现象、概念与规律）

它所含物质的多少并

物体的质量也不随状

虽然状态变化了一一

的一种属性，为什么这样说呢？

例如，将一只铅笔盒从北京带到上海,没变，因而质量不会发生变化，即物体的质量不随位置的变化而变化。

态的变化而变化，如一瓶矿泉水放入冰箱冷冻室一段时间后结成了冰，由液态变成固态，但是质量不会变化。

另外，物体的形状发生了变化后质量也不会随着改变,

如将橡皮泥捏成不同的形状后泥的多少不会变，即所含物质的多少没变化。

还有，物体的温度变化了，它的质量也不会随着变化。

综上所述，物体的质量不随它的位置、状态、形状和温度等因素的变化而变化，因而我们说质量是物体的基本属性。

2•误差

测量时，要用眼睛估读出最小刻度值的下一位数字，是估读就不可能非常准确，测量的

数值和真实值之间必然存在着差异，这个差异就叫误差。

误差跟错误不同。

测量中，由于视线的偏斜而导致测量的错误，这是由于没有按规则去

做而造成的。

错误是应该而且可能避免的。

测量的误差是不可避免的，除了估读的误差外，还有其他原因造成的误差。

如仪器本身

不准确，环境温度、湿度变化的影响等，这都是造成误差的原因。

误差不可能消除，只能尽量的减小。

减小误差的措施比较多，其中求平均值的方法，简单而有效。

测量中有时估计偏大，有时会偏小，这样多次测量值的平均值更接近于真实值

[J难点释疑

探如何进行估测？

其实，估测也是一种测量，只是相对粗糙些罢了。

了解了这一点，也就不难对研究对象进行

估测了。

我们每个人的身体上就存在着很多比较标准一一“单位”，如我们的大拇指的宽度

大约1厘米，一“拃”长约2分米，还有我们自己的身高值等，这些都可以用来作为比较标准对其他物体的长度进行估测。

正常人的脉搏跳动一次的时间接近1秒，我们可以利用这个

特点对一小段时间进行估测。

再如，日常生活中常见的一些物体的质量也可以作为比较标准进行估测，通常一只鸡蛋的质量约为50克，面值一角硬币的质量约为1克，一普通中学生

的质量约50千克等，利用这些“标准”对其他物体进行比较就可以轻易地得出他们的质量的大致值了。

※常见的间接测量方法有哪些？

1•替代法：

可用于测量曲线的长度

也称棉线法比较短的曲线，可以用一根弹性不大或没有弹性的柔软棉线替代曲线来

测量•方法是把棉线的起点放在曲线的一端点处，让它顺着曲线弯曲，标出曲线另一端点在

棉线处的记号作为终点，然后把棉线拉直，用刻度尺量出棉线起点至终点间的距离，即为曲

线长度。

滚轮法比较长的曲线，可用一轮子，先测出其直径，后求出其周长，再将轮沿曲线

滚动，记下滚动的圈数，最后将轮的周长与轮滚动的圈数相乘，所得的积就是曲线的长度。

2•累积法：

可用于测纸的厚度和细金属线的直径

如要测某一课本中每张纸的厚度，可取若干张纸（纸的张数要适量），压紧后，用最小

刻度为毫米的刻度尺量出其总厚度，然后将总厚度除以纸的张数，所得的商即是每张纸的厚度。

又如，要测细金属丝的直径，我们只要找一支圆铅笔（或粗细适当的圆柱体），将金属丝在铅笔上依次密绕适当的圈数，用有毫米刻度的刻度尺量出这个线圈的长度，再将线圈长除以圈数，所得的商就是金属丝的直径。

3•辅助工具法

圆的直径，小瓶子的高，圆锥体的高均可借助辅助工具测量•具体方法如下：

圆的物体，刻度尺的刻度无法靠近，故无法直接测量•要想测出圆的直径，可以用刻度尺和三角板配合使用，如照图1那样用一根刻度尺和一块三角板放置，也可照图2那样用

两块三角板和一根刻度尺放置，测出圆的直径。

5测小

测量圆锥高和小瓶子高的方法与圆直径的测量方法相同，如图4测圆锥高和图

瓶子高。

图4

图5

「!

知识应用

i长度和它的单位

测量的实质是比较。

单位、测量工具和测量方法是测量的基本要素。

人类在长度测量中，最早是用身体的某一部分作为标准的。

传说夏禹治水时，用自己的身高作为一丈，“男子汉，大丈夫”的说法据说就由此而来。

古代中国，用手作长度的标准，

“布手知尺”即是例证。

古埃及和中国一样也是用手为尺的，古埃及人将人的肘部到中指尖

的长度定为一“腕尺”。

埃及的胡夫金字塔，底为正方形。

其底边长曾用古埃及王胡夫的腕

尺测量，恰为500腕尺。

英国人则是手脚并用的，英文foot—词，脚与同字，这是用脚为

尺的佐证。

而在公元九世纪时英王亨利一世将手臂平伸，从他的鼻尖到指尖距离规定为一

“码”，这则是以手为尺的明证。

不管是用手还是用脚为标准，都有极大的主观随意性。

我国是较早使用测量工具测量的国家之一。

远在商代，就有了制作较精细的象牙尺。

现存两

支，一支藏在中国历史博物馆，长为现在的15.78cm，一支藏在上海博物馆，长为现在的

15.80cm。

尺上都刻10寸，每寸内刻有10分。

从这两支尺的长约为16厘米看，这是人手

的一般长度，这一事实可以看出，它所使用的标准仍未脱离人体主观标准的范畴。

春秋战国

时期，天下纷争，度量衡也不统一，直到秦始皇兼并六国统一天下，才统一了度量衡。

秦制规定长度单位为引、丈、尺、寸、分，均为十进位。

这种长度单位的1尺约为现在的23.2厘米，沿用了两千年。

在18世纪法国大革命以前，世界各国的长度标准极为混乱，比如我国是市尺，日本用

日尺，英国用英尺，俄国用俄尺。

其长度不一致，进位制也不统一，有十进位、十二进位，还有五进位的，各行其是。

这在国际经济、技术交往中，极为不便，随着科学技术的发展，交通运输工具的进步，国际交往变得日益频繁，亟城破国际间长度测量标准上的诸候割据的

局面。

在18世纪法国大革命以后，长度测量的客观标准是“米”。

在这以后的两百年中，出现了各种各样的测量长度的仪器和各种各样的测量方法，测量范围越来越广，精度也越来

越高。

目前，最先进的是激光测长，精度可达10-9米数量级。

2.质量单位

古代质量单位和长度单位的情况相似，也有多种多样的形式。

我国秦代度量衡制度中规

定：

1石=4钧，1钧=30斤，1斤=16两。

与现代国际单位制比较，1斤约合0.256千克。

最初的千克质量单位是由18世纪末法国采用的长度单位米推导出来的。

1立方分米纯水在

最大密度（温度约为4C）时的质量，就定为1千克。

1799年法国在制作铂质米原器的同时，也制成了铂质千克基准，保存在巴黎档案局里。

后来发现这个基准并不准确地等于1立方分米最大密度纯水的质量，而是等于1.000028立

方分米的水的质量。

于是在1875年米制公约会议之后，也用含铂90%、铱10%的合金制成

千克原器，一共做了三个，经与巴黎档案局保存的铂质千克原器比对，选定其中之一作为国

际千克原器。

这个国际千克原器被国际计量局的专家们非常仔细地保存在特殊的地点，用三

层玻璃罩好，最外一层玻璃罩里抽成半真空，以防空气和杂质进入。

随后又复制了四十个铂

铱合金圆柱体，经过与国际千克原器比对后，分发给各会员国作为国家基准。

跟米原器一样，

千克原器也要进行周期性的检定，以确保质量基准的稳定可靠。

3•电子秤

电子秤是目前城市商店中应用较广的称量、计量工具。

它最大的优点是能够自动、快速、

准确地称量和计价。

另外它还有累计顾客购买的不同货物金额等多种功能。

当电子秤接通220V电源并开机后，单价显示窗口显示“0.00”；如果商品单价为25.38元,就分别按数字键25.38，即可把商品单价自动输入。

把商品放在秤盘上，左边窗口就显示出商品的质量数，右边计价窗口就显示商品的金额。

当给下一个顾客计价时，必须先按一下“清

除”键，即清除前面的金额，才能开始新的金额计价。

如果需要查看一天的营业额，可先按“功能”键，再按“累计”键，在金额显示窗口即

显示出总金额累计值。

电子秤是目前比较先进，比较方便的称量工具。

其称量规格一般有

15千克、6千克、3千克等。

其精度为1/3000，即称量15千克的误差在5克左右。

今天电子秤还在朝着高精度、多功能的方向发展。

经典例题类析

知识点一刻度尺的使用

［例题1］下列说法正确的是（）

A•测量长度的常用工具是尺子

B•测量物体长度时，一定要使物体的左边线跟尺的零刻度线对齐

C.测量长度时，要使尺的刻度线紧贴被测物体

D•测量长度时，站在哪个位置方便，就从哪个角度读数

解析：

正确使用刻度尺过程中应该注意以下几点：

（1）使用前要先观察它的零刻度是否磨损、量程多大、最小刻度值是多少。

（2）正确放置刻度尺：

尺要沿着测物体、不要放歪斜；要让刻度线紧贴被测物体。

（3）正确读数：

视线要跟尺面垂直；精确测量时，要估读到最小刻度值的下一位。

另外，还要注意正确记录测量结果：

测量结果由数字和单位组成。

答案：

本题应选C

知识点二托盘天平的使用

［例题2］使用托盘天平称物体质量时，下列各项中不必要的是（）

A•使用天平时，应将天平放在水平的实验台上

B•调节横梁平衡时，应将游码移至标尺左端的零刻度处

C.称量时，左盘应放置被称量的物体，右盘放置砝码

D.判断天平横梁是否平衡，一定要等指针静止下来

解析：

使用天平分调节和称量两部分，调节即准备阶段：

先将天平放在水平工作台上，

再将游码置于零刻度处，然后调节平衡螺母使横梁平衡。

至此，准备工作结束，接下来进入

称量阶段：

称量时应“左物右码”，即左盘应放置被称量的物体，右盘放置砝码，当左盘放入被测物体后天平的平衡必然被打破，再通过加减砝码及移动游码使横梁再次平衡，无论是

调节阶段还是称量阶段，判断横梁是否平衡时不一定要等到指针静止，只要指针在中央红线

两边的摆幅一样时即认为横梁已经平衡。

选项（A）、（B）、（C）是正确的措施，（D）是不

必要的措施，因而本题选（D）。

答案：

本题应选D

知识点三打点计时器的使用

［例题3］某同学用打点计时器打出两条纸带，如图所示。

某小组4名同学观察纸带后，

各发表意见如下，说的正确的是（）

A、由于第一条纸带点与点之间距离不均匀，说明相邻两个点的时间间隔是不同的。

B、由于打点计时器均匀的振动，不论怎样拉纸带，相邻两个点的时间间隔总是相同的。

C、第一条纸带有7个点，拉纸带的时间是0.14秒。

解析：

打点计时器是利用物体规律的振动来计时的，因而打点计时器的任意相邻两次打点之间的时间间隔都是相同的。

所打点的间距不同是由于拉动纸带时的速度不均匀造成的，

但无论怎样拉纸带并不会影响两次打点之间的时间间隔。

选项（A）是错误的，而选项（B）

是正确的。

第一条纸带有7个点，但时间间隔是7-1=6个，因而拉此纸带的时间间隔是t=0.02秒X6=0.12秒。

选项（C）是错的。

答案：

本题应选B

知识点四估测

［例题4］如图所示，某校初三学生正在进行升旗仪式，

该校旗杆的高度为（）

A、4米B、7米C、10米D、12米

解析：

本题属于估测题。

在估测题中要善于利用身边的数据进行比较。

本题各选项值的差异不大，很难直接作出判断，需要充分利用题图中的信息进行解题。

由题中

“初三学生”可以得到学生身高约1.7米左右，当然学生身高的个体差异往往很大，但图中

既然是五位同学，都偏低（如低于1.5米）或都偏高（如高于1.8