第一章 测量的初步知识
【教学结构】
物理是一门以观察、实验为基础的科学，所以要经常对有关现象做定量研究，在日常生活和生产过程中，也常遇到比较长短、快慢和轻重的问题，这些都需要测量仪器进行测量。所以，了解一些测量的初步知识，掌握一些测量的基本技能，是学习物理的必要准备。本章学习的重点是：
1．知道长度的国际单位和常用单位，能进行单位变换。测量长度，必须要确定一个标准长度，用标准长度去量被测的长度，才能得到被测长度的数值。这个被确定的标准长度叫长度单位。“米”是国际上规定的长度的单位。可用字母“m”表示“米”。同时要掌握其它长度单位换算的关系：即1米=10－3千米=101分米=102厘米=103毫米=106微米。
2．会正确使用刻度尺
(1)知道测量长度的基本工具是刻度尺。刻度尺一般指的是木尺、卷尺、钢皮尺等。
(2)知道测量所能达到的准确程度是由刻度尺的最小刻度决定的。如果刻度尺最小单位是厘米，那么测量只能准确到厘米，厘米下一位的毫米无法从刻度中读出，就要靠测量者来估计。
(3)在测量长度时，一定要将刻度尺放正并使有刻度的一侧紧贴被测物体，读数时，要使视线垂直于刻度尺。
3．会正确记录测量结果
(1)在测量长度读数前，一定先弄清刻度尺上标的单位和最小刻度及零点。如果刻度尺已被磨损，起始刻度线“0”已模糊，可自行确定某一刻度为“测量零点”，把测量结果即所量到的终点刻度值减去“测量零点”的刻度值，便可得到被测物体的长度。这种方法称“零点修正法”。
(2)测量结果的记录是由三部分组成，即准确值、估计值和单位。三个部分缺一都是错误的。不标明单位的记录是无意义的。
4．要知道测量是有误差的，误差是不可避免。误差的产生与测量仪器制造的准确程度、环境的温度、湿度等因素对测量仪器影响造成的，误差和错误是有区别的。减小误差的办法是：采取多次测量取平均值的办法。（一般实验数据选取三次测量值）
【解题点要】
1．在进行单位换算时，一是要正确掌握单位间的进率，二是要熟练、准确地运用科学记数法，使用指数形式来表示物理数据，既可简明扼要的表示，又可大大减少不必要的错误。
例1．地球到月球的距离是3.8×105千米，合多少米？多少厘米？
答：3.8×105千米=3.8×105×103米=3.8×108米=3.8×108×102厘米=3.8×1010厘米。
例2．用激光可以在钻石上打出直径为70微米的孔，那么70微米合多少毫米？多少厘米？
答：70微米=70× 毫米=70×10－3毫米=7.0×10－2毫米
=70× 厘米=70×10－4厘米=7.0×10－3厘米
例3．人的头发的直径约为0.07毫米，合多少米？
答：0.07毫米=0.07× 米=0.07×10－3米=7.0×10－5米
点评：在进行单位换算时，不论是什么情况，都用乘法运算为好；若是1000倍，则乘以103，若是千分之一，则乘以10－3即可，直接运用指数运算法则就非常简便。
2．在单位换算时，同学们常常出现下列几种错误，请指出并改正。
(1)8.4米=8.4米×100厘米=840厘米 (2)320毫米=320毫米÷1000=0.32米
(3)290千米=290×1000=290000米 (4)45米=45米÷1000=0.045千米
改正：
(1)8.4米=8.4×100厘米=8.4×102厘米 (2)320毫米=320×10－3米=3.2×10－1米
(3)290千米=290×103米=2.9×105米 (4)45米=45×10－3千米=4.5×10－2千米
点评：以上的错误主要对单位的使用混乱，忘写单位，这对初学物理的人来讲是常犯的错误，所以要学好物理，务必要很快掌握，为今后顺利学习物理打下良好的坚实基础。
3．测量准确程度是由测量工具的最小刻度决定的，测量工具同时又决定了被测物体的测量值究竟取几位数。所以测量数值的位数不能随意填写。
例1．测量同一物理课本的长度，甲记录的数据是18.30厘米，乙测量的结果是18.3厘米。这两个数据表示的意义相同吗？
分析：数学上这两个数字的意义相同，但在物理上，它们的意义不同，它表明了两把刻度尺的准确度不同。将测量数据的最后一位估计数字去掉，其余的数字是由刻度尺准确读出的，则甲所用的刻度尺准确度是1毫米，乙所用的刻度尺为1厘米。可见，用准确度不同的刻度尺测量同一物体的长度，其结果是不同的。用准确度高的刻度尺测量数据位数多。
例2．用最小刻度是厘米的刻度尺，直接测物体的长度，在下列所记录的数据中，正确的是（ ）
（A）0.82米 （B）82厘米 （C）8.2分米 （D）820毫米
分析：正确答案应选（D）
4．为了减少误差，常采取多次测量取平均值的方法。
例：某人在测量一圆柱体高度时，各次的结果分别是h1=11.53厘米、h2=11.54厘米、h3=11.52厘米、h4=11.55厘米。试问此刻度尺的最小刻度是什么单位？测量结果为多少？准确值和估计值各为几？
分析：从测得的数字记录，可以知道它使用的刻度尺的最小刻度为毫米。因此毫米是测量的准确程度，毫米下一位为估计值。平均值为
这个数值不是测量结果。为使计算结果的数据所取位数与测量值相同，可将上述数据经四舍五入处理，则h=11.54厘米。其中11.5厘米为准确值，0.04厘米为估计值。
【课余思考】
1．如何测圆柱体的周长，细铜丝的直径，一张纸的厚度？
2．1米2= 厘米2= 毫米2；
1毫米3= 米3= 千米3。
3．在体格检查中，某同学的身高分别写成为：0.0017千米，1.700米，1.70米，1500毫米。请问哪些写法最恰当？
【同步练习】
一、选择题
1．用厘米刻度尺测某物体的长度，下列结果正确的是（ ）
A 3.4 B 3.40厘米 C 3.4厘米 D 34毫米
2．用刻度尺测量铁块的长度（如图1所示），方法正确的是（ ）
3．测量能够达到的准确程度是由下列哪个因素决定的（ ）
A 测量人估计的数字 B 测量工具的最小分度
C 测量需要达到的准确程度 D 测量方法的正确与否
4．关于测量误差，下列说法正确的是（ ）
A 误差就是测量中的差错 B 选用精密工具和改进方法就可以避免误差
C 多次测量取平均值的方法可以减小误差
D 测量时读出的估计位数越多误差就越小
二、填空题
1．图2中，刻度尺的量程是 ，最小刻度是
，a的长度是 厘米。
2．用刻度尺测物体的长度如图3所示，刻度尺的最
小刻度是 厘米，测得物体的长度为 米。其
中准确值是 厘米。
3．完成下列单位换算
(1) 2.5×10－2千米= 米 (2) 4×105微米= 分米
(3) 1.5米= 厘米 (4) 106分米= 千米
4．在下列测量结果中填上适当的单位：
(1)教室的宽度约为 。 (2)我国人民币中壹角硬币的厚度约为2 。
(3)我们所使用的物理课本的宽度为18.36 。
(4)王明同学的身高为1.75 。(5)我国长江全长6400 。
(6)我国海岸长约1.8×103 。
5．某同学用刻度尺三次测量乒乓球直径，记录的数据分别为3.98厘米、3.98厘米和4.00厘米，那么，这个乒乓球的直径是 厘米。
6．某原子直径为1.0×10－10米，一张纸的厚度为1.0×10－4厘米，那么需要有 个原子一个换一个地排列起来，才有一张纸那么厚。
7．南京长江大桥的江面正桥长1577米，可以写成 千米，也可以写成1.577×
毫米 微米。
三、实验题
1．测得一本练习册的厚度是0.60厘米，共计80张纸，则这本书中每张纸的厚度是多少厘米？多少微米？
2．在测金属丝直径时，为了减小误差，采用图4
方法进行测量。由图可知，该金属丝直径为多少毫米？
3．用如图5所示的实验方法测量圆椎体的高度，
那么正确的方法是哪种？
参考答案：一、1．C 2．C 3．B 4．C
二、1．30厘米；厘米；3.4厘米 2．0.1；0.0390；3.9
3．(1)2.5×101 (2)4 (3)1.5×102 (4)102 4．(1)米
(2)毫米 (3)厘米 (4)米 (5)千米 (6)千米 5．3.99
6．106 7．1.577；106；1.577×109 三、1．7.5×10－3；75 2．14.0 3．第三种方法
【单元点评】
测量是物理学习的重要技能，通过测量取得数据，以使建立物理量之间的关系总结出物理规律。在力学中，我们还要学会，体积的测量、质量的测量，力的测量以及时间的测量。所以掌握测量的基本知识，对今后学习物理是非常重要的。
四、同步题库
A组
一、填空题
1．完成下列单位变换。
（1）2.35米= 毫米
（2）3.8米3= 厘米3。
（3）2.8千米= 微米。
2．在国际单位制中，长度的主单位是 ，测量长度的常用工具是 。测
量长度时，测量所能达到的准确程度是由 决定的；测量需要达到的准确程度跟
有关系。
3．在使用刻度尺之前，要注意观察它的 、 和 刻度值。
4．给下列测量数据填上适当的单位。
（1）一支新铅笔的长度是0.175 。
（2）课本的厚度是7.2 。
（3）课桌的高度是78 。
（4）一个同学的高度是1.5 。
5．最小刻度是厘米的刻度尺，若用来测量物体的长度时，测量只能准确到 。
6．某人身高1.706米，这个数据是用最小刻度为 的刻度尺测量的。
7．图1-8中，木块长为 厘米，准确值为 厘米，估计值为 厘米。
8．图1-9中，木块长为 毫米，准确值为 毫米，估计值为 毫米。
图1-8 图1-9
9．在测量时，测量结果与 之间的 叫做误差。减少误差常采用的方法有 和 。
10．某同学测得乒乓球直径的三次记录数据是3.73厘米、3.71厘米、3.72厘米。为了减少误差应采取 的方法，其数值 厘米更接近真实值。
二、选择题
1．测量人的身高时，适当选用的刻度尺的最小刻度应是（ ）。
A.1米 B.1厘米 C.1毫米 D.1微米
2．测量出铅笔的长度是16.34厘米，测量时所用刻度尺的最小刻度是（ ）。
A.分米 B.厘米 C.毫米 D.微米
3．用最小刻度是厘米的放慢刻度尺直接测量物体的长度，在下列数据中正确的是（ ）。
A.0.82米 B.82厘米 C.8.2分米 D.820毫米
4．某课外小组在安装教室玻璃时，用最小刻度是毫米的刻度尺去量同一窗框的长，各组员的记录中正确的是（ ）。
A.38.4厘米 B.38.423厘米 C.384.2毫米 D.384.23毫米
5．误差产生的原因只与（ ）。
A.测量工具有关而与测量的人无关 B.测量的人有关而与测量的工具无关
C.测量的工具有关也与测量的人有关 D.被测物体有关
6．我国一分硬币的厚度最接近（ ）。
A.1厘米 B.1毫米 C.1米 D.1微米
7．三次测量同一本书的长度，分别是18.42厘米、18.43厘米、18.47厘米，比较接近
真实值的数据是（ ）。
A.18.42厘米 B.18.43厘米 C.18.44厘米 D.18.45厘米
8．下面哪个量接近4.5厘米？（ ）
A.课本的长度 B.铅笔的粗细 C.火柴盒的长度 D.钢笔的长度
B组
一、填空题
1．完成下列单位换算
（1）2500米= 千米。
（2）36厘米= 米。
（3）6米/秒= 千米/秒。
（4）36千米/时= 米/秒。
2．量得100张叠在一起的纸厚度是8毫米，则每张纸厚度是 米或 毫
米。
3．在国际单位制中，长度的单位是 ，测量长度常用工具是 。
4．记录测量结果时，数据应由 、 和 组成。
5．某人测量一物体的长度，记录数据为12.34厘米。他用的这把刻度尺的最小刻度是
厘米，这个读数中的的准确值是 厘米，估计值是 厘米。
6．三次测量同一物体的长度是L1=19.52厘米，L2=19.53厘米，L3=19.51厘米，更接近真实值的数据应是 厘米。
二、选择题
1．在国际单位制中长度单位是（ ）。
A.米 B.牛顿 C.千克/米3 D.千克
2．用最小刻度是毫米的刻度尺测量乒乓球的直径所得的结果如下，正确的是（ ）。
A.3.85厘米 B.3.8厘米 C.38厘米 D.0.38米
3．关于误差，下面说法中正确的是（ ）。
A．在测量过程中如果不遵守测量仪器的使用规则，就会造成实验的误差。
B．采用更加精密的测量仪器，就可以避免误差。
C．多次测量求平均值，可以避免误差。
D．随着科学技术的不断发展，减小误差的方法会越来越多，但是都不能绝对避免误差。
三、实验题
1．用图1-10所示的厚刻度尺测量木块的长度，其中方法正确的是（ ）。
图1-10
2．图1-11中木块的长度是 厘米。
3．图1-12中木块的长度是 厘米。
图1-11 图1-12
4．图1-13中，用细铜丝在笔上紧密排绕34圈，然后测出这个线圈的总长度，算出铜
丝的直径，把这些数据填入下表：
图1-13
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线圈长度（厘米） |
线圈圈数 |
铜丝直径
（精确到0.01厘米） |
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【同步题库答案】
A 组
一、填空题
1．2350，3.8×106，2.8×109
2．米，刻度尺，刻度尺的最小刻度，测量的要求
3．零刻线，量程，最小 4.米，毫米，厘米，米
4．厘米 6.厘米 7.1.49，1.9，0.04 8. 27，20，7
9．真实值，差异，使用较精密的测量工具，多次测量求出平均值
10．求平均值，3.72
二、选择题
1.B 2.C 3.D 4.C 5.C 6.B 7.C 8.C
B组
一、填空题
1．2.5, 0.36, 21.6, 10 2. 8×10-5, 8×10-2 3.米，刻度尺
4．准确值，估计值，单位 5. 毫米，12.3, 0.04 6. 19.52
二、选择题
1. A. 2.B. 3.D.
三、实验题（略）
