第一部分：基本物理量的测量

1第一部分：基本物理量的测量1：测量的概念----把一个测量工具（或仪器、仪表）的测量值与规定的标准量进行比较的过程。（注1：测量需要专门的仪器，如：尺、称、秒表、温度计等）（注2：规定的标准量即物理单位。）2：长度的单位及换算在国际单位制中，长度的单位是米。（注：1791年，法国决定将通过巴黎的子午线的长度的四千万分之一规定为1米，后来根据测量结果用铂铱合金制成国际米原器，保存在巴黎计量局里，作为米的标准。）另外的长度单位还有：千米、分米、厘米、毫米、微米等。换算关系：1千米=1000米1米=10分米1分米=10厘米1厘米=10毫米1毫米=1000微米3、长度的测量工具（1）长度的基本测量工具：刻度尺（注：将刻度尺称作直尺或尺子均错）其它常见的测量工具有：钢卷尺、皮卷尺、螺旋测微器、游标卡尺等。（2）刻度尺的正确使用：①先观察所用刻度尺的量程是多少，最小刻度是多少，根据实际需要选择合适的刻度尺。（注：刻度尺的量程即刻度尺一次所能量出的最大长度。测量长度所能达到的精确程度是由刻度尺的最小刻度决定的）②正确摆放刻度尺，即刻度尺要与被测边平行，且刻度要紧靠被测长度。③不使用已磨损的刻度线。（注意刻度线不完好的刻度尺的用法）④读数时视线要与刻度线垂直。4、测量结果的记录（1）内容：正确的测量结果应为：测量结果=准确值+估计值+单位（2）说明：①两个概念：准确值：刻度尺最小刻度以上的数值可以准确读出,叫做准确值。估计值：刻度尺的最小刻度值的下一位数字不能准确读出，只能估计，叫做估计值。②注意：记录测量结果时，所用的单位不同，所得的结果也不同。如：用最小刻度是毫米的刻度尺测得的结果为33.8毫米，改用厘米作单位时则测量结果为3.38厘米。③若被测长度的末端正对某条刻度线，则记录下来的读数中准确值后面仍要加估读值“0”。④在测量结果中若不写所用单位是没有意义的。2（3）备注：在初中阶段，只有长度的测量要求估读到最小刻度值的下一位，其它带刻度的工具、仪器、仪表（如：弹簧秤、温度计、电流表）都无此要求。5.长度测量的有效数字内容：测量结果中的准确值、估计值均为有效数字，但估计值为不准确数字。说明：1、估计值虽然是不准确的，但它却是有用的，它能描述准确值的精确程度（如：在测量的结果33.8毫米中，估计值“8”告诉我们，被测长度在33至34毫米之间，更接近34厘米）。2、有效数字的个数：对一个数值来说，有效数字的个数为从第一个不为零的数字开始，单个数字的个数（如：0.10的有效数字有两个，5.202的有效数字有四个，0.002000的有效数字有四个）。6、长度测量的几种方法（1）测多算少法：如将金属丝密绕在铅笔上，测出100匝（可自定）的长度然后用该长度除以匝数即得到金属丝的直径。说明：该方法用于微小长度的测量，例如：测量金属丝的直径，一张纸的厚度等。（2）化曲为直法：将一根软线与待测曲线重合，并在软线上标出曲线的起终点，然后将曲线拉直,测其长度即为曲线的长。说明：用该方法可以测量任意曲线的长度。（3）滚轮测量法：如：用滚轮法测跑道等的长度。（4）配合测量法：用刻度尺和三角板的配合使用可以测量圆锥体的高。说明：该方法用于不便直接测得的物体的长，也可测圆、球的直径，再计算圆周的长。7、误差（1）概念：测得的数值与真实值之间的差异，这个差异叫做误差。（2）产生的原因：A：测量工具不够精确。B：人的眼睛观察（包括估读）不能完全精确。（3）减小误差的方法：A：选用精密的仪器，改进测量方法。B：多次测量求平均值。如：3321llll（4）注意误差和错误不同：误差只能减少，不能消除。错误是由于测量方法不正确引起的。如：举例---8、本部分习题：（1）长度的单位及换算：A：我们的手掌大致宽6.5。B：一根头发大致为7.5。C：一本小新华字典大致厚30。D：某人的身高大致是1.75。E：地球的半径大致是6400。F：0.98米合厘米。G：0.05千米合米。I：6400千米大致合-------------厘米。H：385毫米合-------米。J：850微米合------------米。3（2）关于长度的测量工具：A：长度的测量工具是尺子吗？B：测量长度所需要达到的准确程度和-----------有关，测量长度所能达到的精确程度是由-------------------来确定的。C：请选择合适的测量工具〔①螺旋测微器（最小刻度0.01毫米）②游标卡尺（最小刻度为0.1毫米）③有厘米刻度的皮尺，④有毫米刻度的钢卷尺〕例：某同学给自己家里安装窗帘一般选用-------；需要给家里装玻璃选----------。D：请叙述如何正确使用刻度尺？（3）测量结果的记录：A：测量的结果是由------和------组成的；测量结果的数字部分是由-------和-------两部分组成B：根据实例正确读数：C：根据结果判断最小刻度：如测量结果为298厘米，则所用刻度尺最小刻度是-------。（4）关于误差A：叙述什么是误差？产生误差的原因？减小误差的方法？如何看待区分错误和误差？问题1：若用刻度大于标准刻度的刻度尺去测量桌子的长度，测得的结果偏大还是偏小？问题2：夏天露天用刻度尺测物体的结果一般偏-----；冬天露天用刻度尺测得的结果一般偏-----。（5）关于有效数字：习题：0.1的有效数字有---个；0.10的有效数字有----个；0.00010的有效数字有----个；5.2000的有效数字有----个；5.3040的有效数字有---个。（6）长度的几种特殊的测量方法：请描述几种测量方法并举例---二、时间的测量（1）时间的单位及换算在国际单位制中，时间的单位是秒（s）。常用单位还有分钟（min）、小时(h)等。换算关系：1小时=60分钟1分钟=60秒（2）测量工具：物理实验中测量时间的常用工具是秒表，其准确程度为0.1秒（凡钟表都可以测量时间）。（3）备注：在今后某些重点物理知识（如速度等）的学习中，需要用到时间的单位、换算、测量等，在此提出是为以后的学、用打基础。同时注意：用秒表也能产生误差，产生误差的原因有如下几个方面：A：秒表自身不可能完全精确。B：按表的时刻不可能完全精确。C：读表时也能产生误差。4三、预备知识（1）面积的单位及换算A：国际单位制中面积的单位是平方米,记作：2m。B：常用的面积的单位还有平方分米，记作2dm；平方厘米，记作2cm；平方毫米，记作2mm。C：换算：12m=1002dm12dm=1002cm12cm=1002mm（2）体积的单位及换算：A：国际单位制中体积的单位是立方米，记作（3m）B：常用单位还有立方分米，记作（3dm）；升，记作（3L）；立方厘米，记作（3cm）；毫升（mL）等C：换算关系：13m=10003dm=1000L13dm=1L=10003cm=1000mL（3）常用的面积及体积公式：①常用面积公式：22aS边长正方形S矩形=边长边长=baSS三角形=2相应高任一边长=21aha=21bhb=21chc梯形S2高下底）（上底=2)(hba相应高任意底平行四边形S=aha=bhb圆S该圆半径的平方=r2②常用体积公式：V正方体=底高=3a5V长方体=底高V圆柱体=底高V圆锥体=31底高V球=34π3R（4）科学记数法1=01010=110100=210100一：0=31010000=410……0.1=1100.01=2100.001=3100.0001=410……故：任何实数都可以记作ba10的形式，其中1a10,b为整数。例：34=3.410=3.4110340=3.4100=3.42103400=3.41000=3.43100.34=3.41104.31.00.034=3.401.03.42100.0034=3.43104.3001.0注意：0.03004如要求保留两位有效数字写成科学记数法的形式应为：3.0210……（5）同底数幂的乘除83243222225232310010101010100101021111同底数幂相乘，底数不变，指数相加。100101010101010112121001.01010101001.010002313166280002000314251014.31028.6=2)251010(=3102=2000同底数幂相除，底数不变，指数相减。7四、质量的测量（1）质量的定义：物体中所含物质的多少叫做质量。（注：物体的质量不随物体的形状、位置、状态的变化而变化，质量是物体本身的一种属性。）例：判断1：烧杯中盛有500克冰，加热使之完全融化（不考虑蒸发），其质量要变小。（）判断2：宇航员的质量是60千克，当他飞向月球上时，他的质量也变小。（）（2）质量的单位及换算：质量的单位：在国际单位制中，质量的单位是千克，记作kg其它常用单位：①比千克大的单位有：吨，记作t②比千克小的单位有：克，记作；g毫克，记作mg换算：1吨=1000千克1千克=1000克1克=1000毫克例题：完成下列换算：25克=------千克=------毫克2.0210千克=-----克=------毫克=-------吨3吨=-----千克=------克某人的质量约为54----；一只鸡的质量约为2000---；大头针的质量约为8.0210----。（3）、质量的测量工具：在物理实验室中，常用的测量质量的工具是天平（包括物理天平及托盘天平，在初中常用的天平为托盘天平）。其它常用工具：案秤、台秤、杆秤，它们都是用了杠杆的平衡原理来工作，其中天平运用的是等臂杠杆的平衡原理。（4）、质量的测量方法：在用托盘天平测量物体的质量之前，先让学生了解托盘天平的结构及工作原理，知道每一种仪器都有它的测量范围即量程（不要超过其测量范围，否则会损坏仪器），了解标尺的最小刻度值。①：天平的调节:调节天平横梁平衡时，要先把游码拨至标尺的“零”刻度线处，再调节平衡螺母，直至指针静止指在刻度盘中央。且测量物体质量时不8能再调节平衡螺母。（注意：游码回零即游码左侧在“零”刻度线处；调节平衡螺母时，若指针在分度盘左侧，则将平衡螺母向右旋动，若反之，则向左旋；为了尽快判断天平是否平衡，可根据指针摆动的幅度来判断，若指针左右摆动的幅度相同，则说明横梁平衡，若指针向左侧摆动的幅度较大，则应将平衡螺母向右旋。）②托盘天平的使用：将被测物体放在托盘天平的左盘里；用镊子向右盘里轻轻加减砝码，直到右盘微微翘起，然后再调节游码，直至天平平衡；天平平衡后，要记录测量结果：物体质量=右盘里砝码的总质量+游码所对的刻度值使用天平的注意事项总结：A:平衡螺母的调节方法：当指针偏向分度盘的右侧，应将平衡螺母向左调，反之，则向右调。B：在称量天平的重量之前，先估计物体的质量，千万不要超过托盘天平的称量范围，以达到保护天平的目的。C：移动、操作天平时要轻。D：取放砝码时要轻，不能用手去拿。D：要保持天平的清洁、干燥，称有腐蚀性的物质时要在托盘上放纸，或放在器皿中再称量。E：读游码值时，要以游码的左侧为准。F；测量结束后，要按规定归整好仪器，将砝码放回砝码盒内。本部分习题：①在调节天平平衡时，游码调至“零”刻度线后，指针仍向右偏，则此时应将------向-----调。若指针偏左，则将------向-----调。②用托盘天平称物体的质量时，衡量平衡时，右盘中有10克、5克、2克的砝码各一个，游码为2.6克，则物体的质量有----克。③称量物体质量时，最后调节游码是为了调节衡量平衡吗？④用久的托盘天平的砝码磨损严重，用这样的天平去测物体的质量，其测得的结果与物体的实际质量相比较偏大。（判断）⑤总结用天平测物体质量时的注意事项。⑥某同学用自己调节好的天平去测物体的质量时，他反复添加砝码都不能使天平平衡，这时他应当--------------。⑦如实验不慎将物码反放，已知左侧10克和5