Текущая версия на 10:10, 12 октября 2012

Гипермаркет знаний>>Физика>>Физика 7 класс>> Физические величины. Измерение физических величин

• Что такое физическая величина?  Что означает измерить физическую величину? Что называют единицей физической величины? Здесь вы найдете ответы на эти очень важные вопросы.
  

1. Узнаем, что называется физической величиной

Издавна  люди  для  более  точного  описания  каких-нибудь  событий, явлений,  свойств тел и  веществ используют их характеристики. Например, сравнивая тела, которые нас окружают, мы говорим, что книга меньше, чем книжный шкаф,  а конь  больше кошки.  Это означает,  что объем коня боль­ше объема кошки,  а объем книги меньше объема шкафа.

Объем —  пример  физической  величины,  которая  характеризует  общее свойство  тел  занимать  ту  или  иную  часть  пространства  (рис.  1.15,  а).  При этом числовое значение объема каждого из тел индивидуально.

Рис. 1.15  Для характеристики свойства тел занимать ту или иную часть пространства мы используем физическую величину объем (о, б), для характеристики движения —  скорость (б, в)

Общая  характеристика  многих  материальных  объектов  или  явлений,  которая может приобретать индивидуальное значение для  каждого  из  них,  называется физической  величиной.

Еще одним примером физической величины может служить известное вам понятие  «скорость».  Все  движущиеся  тела  изменяют  свое  положение  в  про­странстве  с  течением  времени,  однако  быстрота этого  изменения для  каждого тела различна (рис.  1.15, б, в). Так, самолет за I с полета успевает изменить свое положение в пространстве на 250 м,  автомобиль — на 25 м, человек — на  I  м, а черепаха — всего на несколько сантиметров. Поэтому физики и говорят, что ско­рость — это физическая величина, которая характеризует быстроту движения.

Нетрудно догадаться,  что объем и  скорость,—  это далеко не все физичес­кие величины,  которыми  оперирует физика.  Масса,  плотность,  сила,  темпе­ратура,  давление,  напряжение,  освещенность  —  это  лишь  малая  часть  тех физических величин,  с которыми вы познакомитесь,  изучая физику.

2. Выясняем, что означает измерить физическую величину

Для  того  чтобы  количественно  описать  свойства  какого-либо  матери­ального объекта или физического явления,  необходимо установить значение физической величины,  которая характеризует данный объект или явление.

Значение физических  величин  получают  путем  измерений  (рис.  1.16— 1.19) или вычислений.

Рис. 1.16. «До отправления поезда осталось 5 минут»,—  с волнением измеряете вы время 

Рис. 1.17  «Я купила килограмм яблок»,—  рассказывает мама о своих измерениях массы

Рис. 1.18.  «Одевайся теплее, сегодня на улице прохладнее»,—  заботится о вас бабушка после  измерения температуры воздуха на улице 

Рис. 1.19. «У меня снова поднялось давление»,—  жалуется женщина после измерения  кровяного давления

Измерить  физическую  величину  —   значит сравнить  ее  с  однородной  величиной,  приня­той  за  единицу.

Рис. 1.20  Если бабушка и внук будут измерять расстояние в ша­гах, то они всегда будут получать разные результаты

Приведем  пример  из  художественной  лите­ратуры:  «Пройдя  шагов  триста  по  берегу  реки, маленький  отряд  вступил  под  своды  дремучего леса,  извилистыми  тропами  которого  им  надо было странствовать на протяжении десяти дней». (Ж. Верн  «Пятнадцатилетний капитан»)

Рис. 1.21.  Основные единицы Международной системы  (СИ)

Герои романа Ж.  Верна измеряли  пройден­ный путь,  сравнивая  его  с шагом,  то  есть  еди­ницей  измерения  служил  шаг.  Таких  шагов оказалось триста. В результате измерения было получено  числовое  значение  (триста)  физиче­ской  величины  (пути)  в  избранных  единицах (шагах).

Очевидно,  что  выбор  такой  единицы не поз­воляет  сравнивать результаты измерений,  полу­ченные разными людьми, поскольку длина шага у всех разная  (рис.  1.20). Поэтому ради удобства и точности люди давным-давно начали договари­ваться  о  том,  чтобы  измерять  одну и  ту же фи­зическую  величину  одинаковыми  единицами. Ныне в большинстве  стран мира действует при­нятая в  1960 году Международная система еди­ниц измерения,  которая носит название  «Систе­ма Интернациональная»  (СИ)  (рис.  1.21).

В  этой  системе  единицей  длины  является метр  (м),  времени  —  секунда  (с);  объем  изме­ряется  в метрах  кубических  (м³),  а скорость — в метрах  в  секунду  (м/с).  Об  остальных  единицах СИ вы узнаете позже.

3. Вспоминаем кратные и дольные единицы

Из курса математики вы  знаете,  что для сокращения  записи  больших  и  малых  значе­ний  разных  величин  пользуются  кратными и дольными  единицами.

Кратные  единицы  —  это  единицы,  кото­рые  больше  основных  единиц  в  10,  100,  1000 и  более раз. Дольные единицы — это единицы, которые меньше основных в  10,  100,  1000  и более раз.

Для  записи  кратных  и  дольных  единиц используют  приставки.  Например,  единицы длины,  кратные  одному  метру,—  это  километр  (1000  м),  декаметр  (10  м).

Единицы  длины,  дольные  одному метру,—  это  дециметр  (0,1  м),  сантиметр (0,01 м), микрометр (0,000001  м) и так далее.

В таблице приведены наиболее часто употребляемые приставки.

Приставки,  служащие для образования кратных и дольных  единиц

4.  Знакомимся с измерительными приборами

Измерение  физических  величин  ученые  проводят  с  помощью  измери­тельных  приборов.  Простейшие  из  них —  линейка,  рулетка —  служат  для измерения расстояния и линейных размеров тела. Вам также хорошо известны такие измерительные приборы, как часы — прибор для измерения време­ни,  транспортир — прибор для измерения углов на плоскости,  термометр — прибор  для  измерения  температуры  и  некоторые  другие  (рис.  1.22,  с.  20). Co многими измерительными приборами вам еще предстоит познакомиться.

Большинство измерительных приборов имеют шкалу,  которая обеспечи­вает возможность  измерения.  Кроме шкалы,  на приборе  указывают  едини­цы, в которых выражается измеренная данным прибором  величина*.

По шкале можно установить две наиболее важные характеристики при­бора:  пределы  измерения и  цену  деления.

Пределы  измерения  —   это  наибольшее  и  наименьшее  значения  физической величины,  которые можно  измерить данным  прибором.

_{В наши дни широко используются электронные измерительные приборы,  в которых значение измеренных величин высвечивается на экране в виде цифр. Пределы измере­ния и единицы определяются по паспорту прибора или устанавливаются специальным переключателем на панели прибора.}

Рис. 1.22. Измерительные приборы

Цена  деления  —   это  значение  наименьшего деления шкалы  измерительного  прибора.

Например,  верхний  предел  измерений  ме­дицинского  термометра  (рис.  1.23)  равен 42 °С, нижний —  34 °С,  а цена деления шкалы  этого термометра составляет 0,1 °С.

Напоминаем:  чтобы  определить  цену  де­ления  шкалы  любого  прибора,  необходимо разность  двух  любых  значений  величин,  ука­занных на шкале,  разделить на количество де­лений между  ними.

Рис. 1.23. Медицинский термометр

• Подводим итоги

Общая  характеристика  материальных объектов  или  явлений,  которая  может  приоб­ретать  индивидуальное  значение  для  каждого из них,  называется физической  величиной.

Измерить  физическую  величину  —  значит сравнить ее с однородной величиной,  принятой за единицу.

В  результате  измерений  мы  получаем  зна­чение физических величин.

Говоря  о  значении  физической  величины, следует указать ее числовое значение и единицу.

Для  измерения  физических  величин  поль­зуются измерительными приборами.

Для  сокращения  записи  числовых  значений  больших  и  малых физиче­ских  величин  используют  кратные  и  дольные  единицы.  Они  образуются с помощью приставок.

• Контрольные вопросы

1. Дайте  определение физической  величины.  Как  вы  его  понимаете?
2. Что  означает  измерить  физическую  величину? 

3.  Что  понимают под  значением  физической  величины? 

4.  Назовите  все  физичес­кие  величины,  упомянутые  в  отрывке  из  романа Ж.  Верна,  приве­денном  в  тексте  параграфа.  Каково  их  числовое  значение?  единицы измерения? 

5.  С помощью каких приставок образуются дольные еди­ницы?  кратные единицы? 

6.  Какие характеристики прибора можно установить с помощью шкалы? 

7.  Что называют ценой деления?

• Упражнения

1. Назовите известные  вам физические  величины. Укажите  единицы этих величин.  Какими приборами их измеряют?

2.  На рис.  1.22 изображены некоторые измерительные приборы. Мож­но  ли,  используя  только  рисунок,  определить  цену  деления  шкал этих приборов. Ответ обоснуйте.

3. Выразите  в  метрах  следующие  значения  физической  величины: 145  мм;  1,5  км;  2  км  32 м.

4. Запишите  с  помощью  кратных  или  дольных  единиц  следующие значения  физических  величин:  0,0000075  м  —  диаметр  красных кровяных  телец;  5 900 000 000 000  м  —  радиус  орбиты  планеты Плутон;  6 400 000 м —  радиус планеты Земля.

5  Определите пределы измерения и цену деления шкал приборов,  ко­торые  есть у вас дома.

6. Вспомните  определение  физической  величины  и  докажите,  что длина —  это физическая  величина.

• Физика и техника в Украине
  

Один  из  выдающихся  физиков  современности  —   Лев  Давидо­вич  Ландау  (1908— 1968)  —   продемонстрировал  свои  способности, еще  учась  в  средней  школе.  После  окончания  университета  он  стажировался у одного  из  творцов  квантовой физики  Нильса  Бора. Уже в  25-летнем  возрасте  он  возглавил  теоретический  отдел  Украинско­го физико-технического  института  и  кафедру  теоретической  физики Харьковского  университета.  Как  и  большинство  выдающихся  физиков-теоретиков,  Ландау  обладал  чрезвычайной  широтой  научных интересов.  Ядерная  физика,  физика  плазмы,  теория  сверхтекучести жидкого  гелия, теория сверхпроводимости —  во все эти разделы фи­зики  Ландау  внес  значительный  вклад.  За  работы  по  физике  низких температур он был  удостоен  Нобелевской  премии.

Физика. 7 класс: Учебник / Ф. Я. Божинова, Н. М. Кирюхин, Е. А. Кирюхина. — X.: Издательство «Ранок», 2007. — 192 с.: ил.

Содержание урока
 конспект урока и опорный каркас
 презентация урока
 интерактивные технологии 
 акселеративные методы обучения

Практика
 тесты, тестирование онлайн
 задачи и упражнения 
 домашние задания
 практикумы и тренинги
 вопросы для дискуссий в классе

Иллюстрации
 видео- и аудиоматериалы
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 комиксы, притчи, поговорки, кроссворды, анекдоты, приколы, цитаты

Дополнения
 рефераты
 шпаргалки 
 фишки для любознательных 
 статьи (МАН)
 литература основная и дополнительная
 словарь терминов

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 календарные планы
 учебные программы
 методические рекомендации  
 обсуждения

 Идеальные уроки-кейсы

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.