Физические величины и измерения 7 класс: приборы и цена деления

На этой странице представлен разбор темы «Физические величины. Измерение физических величин» по физике для 7 класса.

В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с измерениями: следим за временем до начала урока, узнаём прогноз погоды, измеряем температуру при простуде или отмеряем ингредиенты по рецепту. В науке и технике любые опыты и выводы также строятся на числах.

Здесь вы разберётесь, что называют физической величиной, как устроены измерительные приборы со шкалами и как безошибочно рассчитывать цену деления линейки, мензурки или термометра.

После теории на странице доступны тренажёры с подробными решениями и проверкой ответов, в которых можно отработать навыки снятия показаний и подготовиться к лабораторным работам.

Понятие величины и процесса измерения — 7 класс

Физическая величина — это характеристика тела или явления, которую можно измерить экспериментально с помощью приборов и выразить числовым значением с единицей измерения (например: масса, объём, длина, время, температура).

• Измерить величину — значит сравнить её с однородной величиной, которую люди договорились считать образцом (единицей). Измерить длину комнаты — значит выяснить, сколько раз в ней укладывается мера длины, например метр.

• Запись значения: всегда состоит из двух частей — измеренного числа и наименования единицы ( $15\text{ см}$ , $2\text{ кг}$ , $30\text{ с}$ ). Число без единицы измерения в физике не имеет смысла!

• Единая система мер (СИ): чтобы учёные разных стран не путались в местных единицах (футах, локтях или дюймах), принята Международная система единиц СИ, где главными мерами длины, массы и времени служат метр, килограмм и секунда. Подробнее с ней можно познакомиться на отдельной странице нашего справочника.

Измерительные приборы и шкала

Для проведения опытов и фиксации числовых параметров учёные и инженеры используют измерительные приборы. Самые простые из них знакомы каждому: ученическая линейка, рулетка, мерный стакан (мензурка), весы, бытовой термометр или секундомер. По мере усложнения техники появились амперметры, вольтметры, электронные весы и датчики.

У большинства стрелочных и жидкостных приборов есть шкала — нанесённая система штрихов с подписями соответствующих значений величины. Линии на шкале называют штрихами, а промежутки между соседними штрихами — делениями.

Что такое цена деления прибора:

Значение физической величины, которое приходится на одно самое маленькое деление шкалы (между двумя соседними штрихами), называют ценой деления.

Перед началом любого физического опыта или лабораторной работы необходимо первым делом рассчитать цену деления используемого прибора!

[ Место для иллюстрации: Примеры приборов со шкалами — линейка, медицинский и спиртовой термометры, секундомер и мензурка с подписями штрихов и делений ]

Как определить цену деления шкалы

Чтобы быстро и безошибочно найти цену деления любого прибора, достаточно выполнить простое правило из трёх шагов:

Правило трёх шагов:

1. Найдите на шкале два ближайших штриха, возле которых написаны числа.

2. Из большего числа вычтите меньшее.

3. Разделите полученную разность на количество маленьких делений (промежутков), расположенных между ними:

C = \dfrac{A - B}{N}

где $A$ и $B$ — значения соседних подписанных штрихов, $N$ — число промежутков между ними, $C$ — цена одного деления.

Разберём классический пример по определению показаний спиртового термометра:

Пример применения: Расчёт цены деления и температуры по термометру

Задание: На шкале комнатного термометра оцифрованы отметки $10\ ^\circ\text{C}$ и $20\ ^\circ\text{C}$ . Промежуток между ними разбит на $10$ равных маленьких делений. Столбик подкрашенного спирта поднялся на $4$ деления выше отметки $20\ ^\circ\text{C}$ . Найдите цену деления шкалы и температуру в комнате.

Пошаговый разбор:

1) Найдём цену деления термометра:

Возьмём два оцифрованных штриха $20\ ^\circ\text{C}$ и $10\ ^\circ\text{C}$ . Найдём их разность и разделим на $10$ промежутков:

C = \dfrac{20 - 10}{10} = \dfrac{10}{10} = 1\ ^\circ\text{C/дел.}

2) Определим показания температуры:

К нижней границе $20\ ^\circ\text{C}$ прибавим значение четырёх делений:

t = 20 + 4 \cdot 1 = 24\ ^\circ\text{C}

Ответ: цена деления $1\ ^\circ\text{C}$ ; температура $24\ ^\circ\text{C}$ .

Приставки для больших и малых величин

В быту и технике не всегда удобно использовать базовые единицы: толщину проволоки неудобно выражать в метрах, а расстояние между городами — в сантиметрах. Для этого к названиям величин присоединяют приставки, показывающие, во сколько раз увеличилась или уменьшилась исходная мера:

Подробно рассматриваем единицы измерения и систему СИ, а так же приставки в теме: Система СИ в физике

Кратные приставки (увеличивают) 📈

• кило- (к): означает увеличение в $1000$ раз ( $1\text{ км} = 1000\text{ м}$ , $1\text{ кг} = 1000\text{ г}$ ).

• гекто- (г): означает увеличение в $100$ раз ( $1\text{ гПа} = 100\text{ Па}$ ).

• мега- (М): означает увеличение в $1\ 000\ 000$ раз ( $1\text{ МПа} = 1\ 000\ 000\text{ Па}$ ).

Дольные приставки (уменьшают) 📉

• деци- (д): уменьшает в $10$ раз, $0{,}1$ часть ( $1\text{ дм} = 0{,}1\text{ м}$ ).

• санти- (с): уменьшает в $100$ раз, $0{,}01$ часть ( $1\text{ см} = 0{,}01\text{ м}$ ).

• милли- (м): уменьшает в $1000$ раз, $0{,}001$ часть ( $1\text{ мм} = 0{,}001\text{ м}$ ).

Посмотрим, как переводятся приставки на практике при определении длины спортивного инвентаря:

Пример применения: Перевод длины с дольными приставками в метры

Задание: Длина теннисной ракетки равна $60\text{ см}$ . Выразите длину ракетки в дециметрах, миллиметрах и основных единицах — метрах.

Пошаговый разбор:

1) Так как в $1\text{ дм} = 10\text{ см}$ , разделим число сантиметров на 10:

60\text{ см} = \dfrac{60}{10}\text{ дм} = 6\text{ дм}

2) Так как в $1\text{ см} = 10\text{ мм}$ , умножим на 10:

60\text{ см} = 60 \cdot 10\text{ мм} = 600\text{ мм}

3) Так как в $1\text{ м} = 100\text{ см}$ , разделим на 100 для получения значения в метрах:

60\text{ см} = \dfrac{60}{100}\text{ м} = 0{,}6\text{ м}

Ответ: $6\text{ дм}$ ; $600\text{ мм}$ ; $0{,}6\text{ м}$ .

Алгоритм работы с измерительным прибором

Приступая к измерениям на лабораторной работе, придерживайтесь чёткой инструкции:

Посмотрите на единицу измерения на циферблате: найдите обозначение величины на шкале прибора ( $^\circ\text{C}$ , мл, см, с, Н).

Рассчитайте цену деления: выберите два соседних числа, найдите их разность и разделите на число промежутков между ними.

Снимите показания: определите числовое значение по указателю (стрелке, краю мениска жидкости или концу отрезка).

Запишите результат с единицей: укажите число и сокращённое обозначение единицы измерения.

Типичные ошибки при измерениях

Семиклассники при первых лабораторных работах чаще всего допускают три ошибки:

Подсчёт штрихов вместо делений

Самая распространённая ошибка — считать на шкале сами чёрточки (штрихи). Чёрточек всегда на одну больше, чем интервалов! Делить нужно строго на количество промежутков (шагов) между числами.

Измерение не от нуля

Прикладывание края бруска не к нулевому штриху линейки, а к её деревянному торцу или единице. Начало отсчёта всегда должно совпадать строго со штрихом «0»!

Число без единицы измерения

Запись в тетради ответа в виде « $V = 50$ ». Преподаватель не сможет понять, о чём речь — о каплях, миллилитрах, литрах или кубометрах. Всегда подписывайте единицы!

Тренажёры по теме «Физические величины и измерения» на Экзамео

Ниже собраны тренажёры с практическими заданиями по определению цены деления шкал, снятию показаний приборов и работе с приставками для 7 класса. К каждому номеру подготовлены подробные пошаговые подсказки и моментальная проверка ответов, что поможет легко подготовиться к лабораторным и проверочным работам.

Задача 1

Соответствие физических понятий, определений и единиц

Темы2

Курсы1

Задание на установление соответствия (ОГЭ по физике, задание 1). Поддерживаются все 3 формата экзамена: соответствие между физическими величинами и их единицами измерения в СИ (формат 1), между категориями физических понятий и их примерами (формат 2), а также между физическими понятиями и их научными определениями (формат 3). В решении дается подробный разбор каждого элемента.Вариант 1

Установите соответствие между физическими понятиями и их примерами. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Физические понятия

Примеры

А) физическая величина

1. метр

Б) единица физической величины

2. испарение

В) физическое явление

3. неупругая деформация

4. оптическая сила линзы

5. сила трения скольжения

Ваш ответ

Наберите ответ

Задача 2

Перевод единиц физических величин в Международную систему единиц

Темы1

Курсы1

Тренажёр на перевод внесистемных, кратных и дольных единиц измерения физических величин в Международную систему единиц (СИ). Поддерживаются основные и производные величины: длина (м), масса (кг), время (с), площадь (м²), объём (м³), скорость (м/с), давление (Па), сила (Н), работа/энергия (Дж) и мощность (Вт). Алгоритм гарантирует целочисленные или аккуратные конечные десятичные значения без артефактов вещественной арифметики. В решении даётся наглядная цепочка рассуждений, подстановка промежуточных соотношений и итоговый расчёт.Вариант 1

Выразите в Международной системе единиц (СИ) значение физической величины:180 м/минВ ответе запишите только полученное числовое значение.

Ваш ответ

Наберите ответ

Полный тренажер

Зарегистрируйтесь, чтобы решать дальше

В Экзамео откроются дополнительные задания по теме, проверка прогресса и решения после попытки.

Все тренажёрыПрогресс по темеПерсональный план

Кому в реальной жизни нужны измерения?

Точные измерения физических величин лежат в основе работы сотен профессий:

Врачи и фармацевты 🩺

При осмотре пациента врач измеряет температуру тела, пульс, частоту дыхания и артериальное давление. Фармацевты отмеряют массу действующих веществ в таблетках с точностью до миллиграммов — малейшая ошибка в измерениях может сделать лекарство бесполезным или опасным для жизни.

Метеорологи и синоптики 🌦️

Чтобы составить прогноз погоды на завтра, метеорологи круглосуточно измеряют атмосферное давление барометрами, влажность воздуха психрометрами, скорость ветра анемометрами и количество осадков. Сравнение этих величин позволяет заранее предупредить город о грозе или снегопаде.

Старинные меры: как измеряли величины в прошлом

С древнейших времён человеку требовалось измерять расстояния при строительстве жилищ, определять массу зерна при торговле и объём жидкостей. Первым универсальным измерительным инструментом послужило само тело человека: пальцы, ладони, ступни и шаги. Однако из-за разного роста людей такие мерки приводили к спорам между купцами и покупателями.

В России метрическая система была официально разрешена к применению в 1899 году благодаря инициативе великого учёного Д. И. Менделеева. Сегодня старинные русские меры вышли из практического обихода и сохранились в основном в пословицах и поговорках («Семь пядей во лбу», «Косая сажень в плечах», «Мал золотник, да дорог»).

Русские меры 🇷🇺

Меры длины:

• 1 аршин $\approx 71{,}12\text{ см}$

• 1 вершок $\approx 4{,}44\text{ см}$

• 1 пядь (четверть) — расстояние между раздвинутыми большим и указательным пальцами $\approx 17{,}78\text{ см}$

• 1 косая сажень — расстояние от носка ноги до конца пальцев поднятой вверх противоположной руки $\approx 2{,}48\text{ м}$

• 1 верста $\approx 1{,}0668\text{ км}$

Меры веса (массы):

• 1 пуд $\approx 16{,}38\text{ кг}$

• 1 фунт $\approx 0{,}41\text{ кг}$

• 1 унция $\approx 29{,}86\text{ г}$

Иностранные меры 🌍

Меры длины:

• 1 миля (англ.) $\approx 1{,}609\text{ км}$

• 1 ярд $\approx 91{,}44\text{ см}$

Меры веса (массы):

• 1 фунт (англ.) $\approx 0{,}45359\text{ кг}$

• 1 унция $\approx 28{,}35\text{ г}$

Меры объёма:

• 1 пинта (фр.) $\approx 0{,}9\text{ л}$

• 1 пинта (англ., США) $\approx 0{,}57\text{ л}$

• 1 галлон $\approx 4{,}546\text{ л}$

• 1 баррель $\approx 159\text{ л}$

Температура:

• 1 градус Фаренгейта $= 5/9$ градуса Цельсия