长度的测量是初中科学学习的基础,养成良好物理探究习惯的重要环节。下面通过几个例题介绍一些有别于常规方法的特殊测量方法,有利于学生扩展视野,提高兴趣,活跃思维,有利于学生深刻理解相关知识。
一、积多求少法
例1、用刻度尺测一张纸的厚度。
分析:任何测量工具都具有一定的精确程度。我们用的毫米刻度尺只能精确到毫米,而一张纸的厚度是微米数量级的。这时我们必须采取累积的办法,把若干微小量累积在一起,使它成为一个较大的量,再去进行测量,取算术平均值作为每一个微量的值。
测量:数100张纸,将边缘弄齐并压紧,然后用刻度尺测出总的厚度L,则每张纸的厚度为L/100。积多求少法是一种常用的测微小量的办法,它不但适用于测微小长度,同样适用于测铜丝直径、微小质量等。
二、化曲为直法
例2、用刻度尺测量地图上某两地的距离。
分析:地图上的某两地间的距离是一条曲线,这是不能用刻度尺直接进行测量的,但可用化曲为直的办法进行测量。
测量:找一段柔软的棉线,使棉线与地图上两地间完全重合,把棉线拉直,然后测出这段棉线的长度,也就得到了地图上两地间的距离。
三、滚圆法
例3、用刻度尺测量运动场跑道的长度。
分析:化曲为直法适合于长度较短的曲线,而测跑道的长度就要用滚轮法来测量。
测量:准备一个轮子(自行车),先测出轮子的周长,再用轮子沿跑道滚,数出轮子转过的圈数,则跑道的长度=轮子的周长×圈数。汽车就是利用这个道理来记录行驶里程。
四、取样法
例4、用刻度尺测量一大卷金属丝的长度(粗细均匀)。
分析:用刻度尺直接测量这一大卷金属丝的长度即费时又费力,而测质量比较简便,因此我们要寻找长度和质量之间的关系,利用这个关系来实现难测量的测量。为了找出这两个量之间的关系,就需要对被测对象进行“取样”。
测量:先测出这一大卷金属丝的总质量M,再取出一小段金属丝,测出长度l和它的质量m,便可利用取样所得的关系,计算出这一大卷金属丝的长度L=Ml/m。
五、平移法
例5、用刻度尺测量一圆柱体的直径。
分析:当测量圆柱体的直径时,首先遇到的问题是圆心的确切位置在哪里?找不到确切的圆心位置,测出的数据很难说就是它的直径。像这类问题要借助工具,将“线段”平移。三角板是最理想的线段平移工具。在数学中,我们学会了利用三角板作平行线,根据这个道理我们可以把线段进行平移,就可准确地测量出直径。
测量:将圆柱体横放在水平桌面上,用一块三角板竖直立在水平桌面上,用另一块三角板的两条直角边的一边与竖直立的三角板的直角边靠紧,另一条直角边压在圆柱体上方,那么这一直角边必定与水平桌面平行。两条平行线分别又是圆的切线,则两平行线间距离必与直径相等。