第一節長度與時間的測量

1長度的單位

1.1長度在國際單位制中的主單位是米(m).此外還有千米(km)、分米(dm),厘米(cm),毫米(mm)、微米(μm)、納米(nm)等.它們的換算關系可用下圖表示:

2刻度尺的使用

2.1工具選用:根據測量的要求選擇合适的刻度尺。

拓展:刻度尺的準确程度是由它的分度值決定,例如刻度尺的分度值是 1 毫米,

它的測量結果也就準确到毫米,毫米的下一位靠眼睛估測,是不可靠的。

2.2用前觀察:

2.2.1量程;

2.2.2零刻度線的位置以及是否磨損;

2.2.3刻度尺的分度值.

2.3測量過程:

2.3.1放置:刻度尺的零刻度線與被測物體的一端對齊,刻度尺的刻度線緊靠被測物體,刻度尺要放正;

2.3.2讀數:視線正對刻度尺的刻度線,不可斜視,既要測量單位.讀出準确值,又要讀出估計值;

2.3.3記錄:既要記錄準确值,又要記錄估計值,還要注明測量單位。

3測量長度的特殊方法

3.1化曲為直:

3.1.1在實際測量中,經常會遇到形狀不規則的物體,如地圖上海岸線、國界線、鐵路線的長度測量等,其基本思路是設法将它拉直然後再測量；

3.1.2通常可用一根彈性很小的軟線與地圖中的曲線重合,在軟線上标出标記點,然後将軟線伸直,用刻度尺量出兩個标記點的距離(測量地圖上某一曲線的長度測得的是圖距,不是實距）。

3.2化直為曲:用逆向思維的方法,以曲代直,也是一種新穎的測量方法,例如要測出一段平直公路的長度,可先用一根尼龍繩測出自行車輪子的周長c，再推着自行車從這段公路的一端跑到另一端,數出輪子轉過的圈數n,則這段公路的長 L=nc。

3.3化暗為明:在實際測量中,我們經常要遇到内部不容易測量的物體,例如要測出一根玻璃管的内徑,可先将一圓規的兩隻腳伸入管内,再将兩隻腳張開與玻璃管内壁接觸,然後取出圓規,用刻度尺測出兩隻腳之間的距離,即為玻璃管的内徑。

3.4化整為零:對于曲線形物體的測量,我們還可以采用化整為零的方法,其基本思路是把彎曲的整體分割成近似直的許多部分,然後再累加而成。

3.5化長為短:當被測物理量比較長時,可以采取化長為短的方法。如要測一樓房的高度,可先測出一塊磚的厚度 d,再數出一層樓房磚頭的塊數 N 和樓房的層數n,則樓房的高度 H=Nnd.

3.6化内為外:當被測量的物理量在物體的内部而不能直接測量時,可設法将内部的長度移到外部進行測量。例如有三塊同樣的長方體石塊和一根刻度尺，請測出石塊内部斜對角線的長度.可以将三塊石塊緊靠着一字排開,然後小心地抽出中間的一塊,如圖所示.用刻度尺測出石塊斜對着的兩頂點 A.B 的距離,就是石塊内部斜對角線的長度。

3.7化大為小:當被測物理量的數值較大,而用現有的測量工具不易測量或無法測量時,可以測出較小量的辦法來等效代替較大的量。例如有一架天平,一根刻度尺,要測量一大圈細金屬絲的長度，可以先用天平測出這卷金屬絲的質量 m,再用刻度尺量出 100 m 的細金屬絲并測其質量為m0,則該卷金屬絲的長度 L=m/m0 × 100 m。

3.8化少為多:當被測物理量的數值較小,不能用測量工具直接測出時,可以用測多算少的方法,化少為多。 例如有一根刻度尺和一支鉛筆,請你測出細銅絲的直徑。可以将細銅絲密繞(不重疊)在鉛筆上,數出圈數 n,然後角刻度尺量出n圈銅絲的長度L,則細銅絲的直徑d=L/n。

注意:間接測量長度的特殊方法遠不止上述幾種。對于某一具體問題,用不同的知識從不同的角度進行思考,往往能設計出多種可行性解決方案,根據簡便、準确、安全、節能等标準對幾種可行性方案進行綜合比較,評估,可敲定最佳方案。

4時間的測量

4.1在國際單位制中時間的主單位:秒s。

其他常用單位:小時h，分鐘min，

換算:1h=60min=3600s。

4.2測量工具:停表、秒表、機械鐘、石英鐘、日晷、沙漏等。

4.3停表的讀數

4.3.1先讀小表盤（分鐘），再讀大表盤（秒）；

4.3.2如圖小表盤1小格30S，大表盤1圈30s，1小格0.1s。

5錯誤和誤差

5.1二者的區别:錯誤可以避免，誤差不是錯誤，誤差不可避免，隻能減小。

5.2減小誤差的方法:

5.2.1采用精确度更高的測量工具；

5.2.2改進測量方法；

5.2.3多次測量求平均值。