李敏

摘 要：物理是一門以觀察、實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。測量貫穿于物理教學(xué)始終。弄清楚測量的意義和實(shí)質(zhì)及單位的規(guī)定，知道測量的注意事項(xiàng)，了解測量常用的特殊方法，教學(xué)中穿插一些有趣的習(xí)題及故事提高學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)、活躍課堂氣氛，也能提高學(xué)習(xí)成績。

關(guān)鍵詞：興趣;學(xué)科素養(yǎng);綜合素質(zhì)

一、 測量的意義：為了做出準(zhǔn)確的判斷，得到精確的數(shù)據(jù)

通過觀察圖1中間兩個(gè)圓的大小，圖2兩條豎線的長短，并讓學(xué)生做出判斷。再用尺子測量其大小和長短。結(jié)果發(fā)現(xiàn)跟視覺判斷結(jié)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(zhǔn)確。要得到非常精確的數(shù)據(jù)更不可能。而在生產(chǎn)和生活中，人們經(jīng)常需要做出準(zhǔn)確的判斷，得到精確的數(shù)據(jù)。比如：在工廠里，要想把成百上千個(gè)零件裝配成一臺復(fù)雜的能運(yùn)轉(zhuǎn)正常的機(jī)器，在制造和檢驗(yàn)時(shí)，必須保證零件大小的精確度。因此，必須使用各種計(jì)量器具進(jìn)行測量，引出測量的意義。

二、 測量的實(shí)質(zhì)：比較

所謂比較，就是用一個(gè)事先確定好的標(biāo)準(zhǔn)與被測量的物體去對比。這一標(biāo)準(zhǔn)就是我們講的單位。所測的量是標(biāo)準(zhǔn)量的幾倍就是幾個(gè)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(gè)步長。因此，在測量任何一個(gè)物理量前，都得先規(guī)定好這一物理量的單位。測量中如果標(biāo)準(zhǔn)變化了，測量結(jié)果也會跟著改變。（標(biāo)準(zhǔn)變小了，所測得的結(jié)果就會變大，反之標(biāo)準(zhǔn)變大了，測量結(jié)果則變小。）如：測量一匹布的長度，用一個(gè)胖人的腰圍為標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果為8圍的話，用一個(gè)瘦人的腰圍為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果就會變成10圍甚至更多。另外，如：測一個(gè)物體的質(zhì)量時(shí)，用了磕掉了一塊的砝碼，（砝碼的質(zhì)量變小，但標(biāo)的數(shù)字并沒有改變）那么由于標(biāo)準(zhǔn)變小，所以所得的結(jié)果偏大。用拉長了的皮尺測物體的長度，由于標(biāo)準(zhǔn)變大，所以測量結(jié)果變小。

三、 標(biāo)準(zhǔn)的選擇（即單位的規(guī)定）

如果沒有統(tǒng)一的計(jì)量單位，不同國家、地區(qū)計(jì)量的數(shù)據(jù)不能通用，就會給不同國家、地區(qū)間的交流與合作帶來極大的障礙。因此，所選的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)是一個(gè)與時(shí)間、地點(diǎn)等沒有關(guān)系的，經(jīng)久不變的國際統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。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(diǎn)的距離的千萬分之一。其實(shí)，地球也會隨時(shí)間而發(fā)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(xué)。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(shí)間地點(diǎn)的改變而改變。因此，這樣規(guī)定就更科學(xué)。再比如1攝氏度的規(guī)定：把一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下純凈的冰水混合物的溫度規(guī)定為0攝氏度，沸水的溫度規(guī)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(guī)定就不受時(shí)間地點(diǎn)的影響，一直沿用至今。

四、 測量時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)

（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(dǎo)致?lián)p壞測量工具，或所選的測量工具量程太大導(dǎo)致測量的結(jié)果誤差太大。

認(rèn)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(jié)果越精確。且認(rèn)清分度值有助于快速準(zhǔn)確地讀數(shù)。

看清指針是否對準(zhǔn)零刻線，如果沒對準(zhǔn)就需要調(diào)零（如使用電流表、電壓表、多用電表時(shí)，首先要機(jī)械調(diào)零）。讀數(shù)時(shí)要從零刻線的位置算起，否則會出現(xiàn)讀數(shù)錯(cuò)誤。

（二）選擇合適的測量工具

根據(jù)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(jié)果越精確。但是，并不是測量結(jié)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(shí)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(jié)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(zhì)量，細(xì)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(jì)量路程，電阻的測量。

六、 誤差

在測量過程中，測量值與真實(shí)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(zhǔn)確，（2）實(shí)驗(yàn)原理不合理，（3）讀數(shù)時(shí)的觀測等。誤差是不可避免的，只能盡量減小。選擇準(zhǔn)確度高的測量工具可減小由于測量工具準(zhǔn)確度不夠引起的誤差。用多次測量求平均值減小由于讀數(shù)產(chǎn)生的誤差。（刻度尺測長度時(shí)，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(guān)的習(xí)題

1. 圖4所示的是用溫度計(jì)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(diǎn)考查讀數(shù)時(shí)認(rèn)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(gè)物體的長度。則測量結(jié)果，若將鐵尺在火上烤一烤，則測量結(jié)果。（填“偏大”“偏小”或“不變”）

答案：偏大，偏小。說明：重點(diǎn)考查比較的標(biāo)準(zhǔn)變大，測量結(jié)果變小，標(biāo)準(zhǔn)變小測量結(jié)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?yàn)榭潭瘸叻侄戎翟叫y量結(jié)果越精確。但并不是測量結(jié)果越精確越好，應(yīng)該根據(jù)測量對象的尺度及實(shí)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(shí)，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(xiàn)只用一把直尺如何測出這一玻璃容器的容積大約為。