初二物理教學中測量教學之管見

李敏

摘 要：物理是一門以觀察、實驗為基礎的科學。測量貫穿于物理教學始終。弄清楚測量的意義和實質及單位的規定，知道測量的注意事項，了解測量常用的特殊方法，教學中穿插一些有趣的習題及故事提高學習興趣、培養學生的學科素養、活躍課堂氣氛，也能提高學習成績。

關鍵詞：興趣;學科素養;綜合素質

一、 測量的意義：為了做出準確的判斷，得到精確的數據

通過觀察圖1中間兩個圓的大小，圖2兩條豎線的長短，并讓學生做出判斷。再用尺子測量其大小和長短。結果發現跟視覺判斷結果不一致。課本圖3中判斷水溫的插圖也說明憑人的感覺判斷溫度也不準確。要得到非常精確的數據更不可能。而在生產和生活中，人們經常需要做出準確的判斷，得到精確的數據。比如：在工廠里，要想把成百上千個零件裝配成一臺復雜的能運轉正常的機器，在制造和檢驗時，必須保證零件大小的精確度。因此，必須使用各種計量器具進行測量，引出測量的意義。

二、 測量的實質：比較

所謂比較，就是用一個事先確定好的標準與被測量的物體去對比。這一標準就是我們講的單位。所測的量是標準量的幾倍就是幾個單位。比如人們常用步長來度量教室的寬度。從門走到窗戶，走了幾步，就是幾個步長。因此，在測量任何一個物理量前，都得先規定好這一物理量的單位。測量中如果標準變化了，測量結果也會跟著改變。（標準變小了，所測得的結果就會變大，反之標準變大了，測量結果則變小。）如：測量一匹布的長度，用一個胖人的腰圍為標準結果為8圍的話，用一個瘦人的腰圍為標準，結果就會變成10圍甚至更多。另外，如：測一個物體的質量時，用了磕掉了一塊的砝碼，（砝碼的質量變小，但標的數字并沒有改變）那么由于標準變小，所以所得的結果偏大。用拉長了的皮尺測物體的長度，由于標準變大，所以測量結果變小。

三、 標準的選擇（即單位的規定）

如果沒有統一的計量單位，不同國家、地區計量的數據不能通用，就會給不同國家、地區間的交流與合作帶來極大的障礙。因此，所選的標準應是一個與時間、地點等沒有關系的，經久不變的國際統一的標準。如：一米的長度最初定義為通過巴黎的子午線的長度從地球赤道到北極點的距離的千萬分之一。其實，地球也會隨時間而發生變化，地球上通過巴黎的子午線的長度并非一直不變。所以這樣定義也不太科學。于是從1983年起，米的長度被定義為“光在真空中一秒傳播距離的299792458分之一”。由于光在真空中的傳播速度不會隨時間地點的改變而改變。因此，這樣規定就更科學。再比如1攝氏度的規定：把一標準大氣壓下純凈的冰水混合物的溫度規定為0攝氏度，沸水的溫度規定為100攝氏度，把0攝氏度到100攝氏度之間的部分100等份，每一等份為1攝氏度。這樣的規定就不受時間地點的影響，一直沿用至今。

四、 測量時應注意的事項

（一）觀察：觀察所用工具的量程，分度值、零刻線的位置

看清量程，防止所測量的量超過了量程導致損壞測量工具，或所選的測量工具量程太大導致測量的結果誤差太大。

認清分度值，分度值是指最小一份表示的量。分度值越小測量結果越精確。且認清分度值有助于快速準確地讀數。

看清指針是否對準零刻線，如果沒對準就需要調零（如使用電流表、電壓表、多用電表時，首先要機械調零）。讀數時要從零刻線的位置算起，否則會出現讀數錯誤。

（二）選擇合適的測量工具

根據測量的需要選擇合適量程與分度值的測量工具。（分度值越小測量結果越精確。但是，并不是測量結果越精確越好。如：量窗戶玻璃，需要精確度高些，就用毫米刻度尺，而做窗簾時精確度稍低些，用厘米刻度尺就可以了）。

五、 測量常用的特殊方法

有些量直接測量比較困難，或用普通的方法測出的結果誤差太大。因此，需要用一些特殊方法來測。測量常用的特殊方法有：

1. 累積法（也叫積少成多法） 比如：測一張紙的厚度，一枚大頭針的質量，細銅絲的直徑等。

2. 輔助工具法 比如：測硬幣的直徑，圓錐的高度。

3. 替代法 比如：測地圖上一段鐵路線的長度，汽車計量路程，電阻的測量。

六、 誤差

在測量過程中，測量值與真實值之間總是有差異，把這種差異叫誤差。引起誤差的原因大致分三種：（1）測量工具不準確，（2）實驗原理不合理，（3）讀數時的觀測等。誤差是不可避免的，只能盡量減小。選擇準確度高的測量工具可減小由于測量工具準確度不夠引起的誤差。用多次測量求平均值減小由于讀數產生的誤差。（刻度尺測長度時，要求估讀到分度值的下一位，也是為了減小誤差）

七、 常見的與測量有關的習題

1. 圖4所示的是用溫度計分別測得的冰和水的溫度，那么冰的溫度是℃，水的溫度是℃。

答案：-22℃，38℃。說明：重點考查讀數時認清分度值，注意零刻線的位置。

2. 鐵的體積隨溫度的變化比較明顯。用一把剛從冰箱的冷藏室中取出的刻度尺測量一個物體的長度。則測量結果，若將鐵尺在火上烤一烤，則測量結果。（填“偏大”“偏小”或“不變”）

答案：偏大，偏小。說明：重點考查比較的標準變大，測量結果變小，標準變小測量結果變大。

3. 有甲、乙丙三把刻度尺的量程與分度值都不同，甲（10m，1dm），乙（1m，1cm），丙（20cm，1mm）請問哪把刻度尺最好，說明原因。

答案：不能確定。因為刻度尺分度值越小測量結果越精確。但并不是測量結果越精確越好，應該根據測量對象的尺度及實際需要綜合分析選擇合適的刻度尺，在不知道具體的測量對象及測量要求時，不能確定用哪把尺最好。

4. 如圖5所示的玻璃容器中裝有體積為V的水，現只用一把直尺如何測出這一玻璃容器的容積大約為。