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當(dāng)你開始學(xué)習(xí)物理,，會經(jīng)常聽到老師把一個(gè)名詞掛在嘴邊：物理量。物理量指的是量度物質(zhì)的屬性和描述其運(yùn)動狀態(tài)時(shí)所用的量值,。物理量通常都有名稱,，這些名稱也是我們常說的物理概念,。物理量一定是物理概念，但物理概念不一定是物理量,。比如,，“溫度”這一物理概念表示物體冷熱程度，溫度有高低之分,，所以溫度也是物理量,；“速度”這一物理概念表示物體運(yùn)動的快慢程度，速度有快慢之分,，所以速度也是物理量,。但是像 “參照物”“蒸發(fā)”等物理概念沒有大小之分,，也就沒有“量值”，不是物理量,。一般來說,，像溫度的高低、速度的快慢,，我們是可以感知的,。但是要準(zhǔn)確地描述出溫度有多高、速度有多快,，只靠感知就有心無力了,。測量,，是一種定量比較，就是將待測的物理量與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較,，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)量就是我們俗稱的單位,。所以要進(jìn)行測量，首先要建立標(biāo)準(zhǔn),，并且要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),。如果沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，測量結(jié)果也就莫衷一是,。想想“小馬過河”的故事就知道了,。同樣一條河，老牛說水很淺,，才沒小腿,，能趟過去；松鼠說,，水很深,，昨天才淹死一個(gè)同伴；當(dāng)小馬進(jìn)到河中才發(fā)現(xiàn)河水既沒有老牛說的那么淺,，也沒有松鼠說得那么深,。為什么老牛、松鼠一個(gè)認(rèn)為河水淺另一個(gè)卻認(rèn)為河水深呢,？原因就在才 “測量”河水深度時(shí),，它們都以自身為“標(biāo)準(zhǔn)”，沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),。因?yàn)闆]有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),，所以老牛與松鼠自說自話，搞得小馬不知所措,。因此,，為了在測量時(shí)得到公認(rèn)的結(jié)果,，首先要建立一個(gè)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，我們只有把這個(gè)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)量做為一個(gè)單位,，得出的結(jié)果才能得到大家的承認(rèn),。1960年，國際計(jì)量大會上各國協(xié)商制定一套國際統(tǒng)一的單位,，叫做國際單位制（International System Of Units,，簡稱IS），規(guī)定了長度,、質(zhì)量,、時(shí)間等物理量的基本單位，推薦各國使用,。現(xiàn)在世界上大多數(shù)國家和地區(qū)已經(jīng)采用國際單位制,。長度的測量是最基本的測量，我們就以長度的單位為例,。在國際單位制中,，長度的基本單位是“米”，用符號m表示,。現(xiàn)在你就站起來走兩步，兩步的距離大約就是1m,。人的身高用“m”作單位比較合適,，但是腳的長度、手指甲的寬度用“m”就顯得偏大了,，而北京到上海兩地間的距離用“m”這個(gè)單位又顯得太小了,。所以，科學(xué)家又制定了一些比米大的和小的單位,。常見的有千米,、分米、厘米,、毫米,、微米、納米等等,，分別用km,、dm,、cm,、mm、μm,、nm表示,。剛才我們說過人走兩步通過的距離是1m,，所以你走2000步通過路程就是1km。1dm大約是一個(gè)成年人的手掌的寬度,，一根鉛筆的長度將近2dm,。1μm很小,，一根粗一些頭發(fā)直徑是接近100μm。如果你的刀功夠好又有耐心地像切蔥絲一樣把一根頭發(fā)沿軸向切成相同厚度的100片,，那么每一片的厚度就是1μm,。將1μm等平均分成1000段，每一段的長度就是1nm,。1nm小到你無法想象,。我們可以做一個(gè)類比。如果1nm和手掌放大相同倍數(shù),。當(dāng)1nm有手掌那么寬時(shí),，手掌的寬度將達(dá)到10000000m（一千萬米），也就是1萬千米,。1萬千米有多大呢,？和地球的直徑差不多大，也就是說這時(shí)候你完全可以把地球托在手心再拋起來當(dāng)成“球兒”來玩了,。m前面的k,、d、c,、m,、μ、n是單位的前綴,，它們代表10的冪次,，這種十進(jìn)制使得同一物理量的單位間換算非常容易，只需要乘以10的適當(dāng)冪次就可以了,。這樣,，一個(gè)數(shù)就可以表示成a×10的n次冪的形式，其中1≤｜a｜＜10,，n表示整數(shù),。在一個(gè)用科學(xué)計(jì)數(shù)法表示的大于1的正數(shù)中，n是正整數(shù),，10的n次冪表示在1的后面有n個(gè)0,；若該正數(shù)小于1，則n是負(fù)整數(shù)，10的n次冪表示在1的前面有n個(gè)0,。km,、dm、cm,、mm,、μm、nm都可以和m進(jìn)行換算,，換算關(guān)系如圖所示,。如果你覺得這樣記單位換算關(guān)系沒意思，就用下面的方法吧,！伸開你的左手（為什么是左手,？因?yàn)橛沂忠糁鴮懽郑?；除非你是一個(gè)左撇子）,，把km、m,、mm,、μm、nm按順序?qū)懺诖竽粗?、食指,、中指、無名指和小指的指尖,，相鄰兩個(gè)手指指尖表示單位的進(jìn)率是1000,；再在食指兩個(gè)指腹分別標(biāo)上dm、cm,，則食指上所標(biāo)的相鄰單位的進(jìn)率是10,，cm與mm的進(jìn)率也是10。大單位換算為小單位,，次冪是正數(shù),；反之，小單位換算為大單位,，次冪就是負(fù)數(shù),。先看一個(gè)大單位轉(zhuǎn)換為小單位的簡單例子,，例如把5.4km的單位轉(zhuǎn)換為m和nm，只需要“換單位”一步即可到位,。再增大一些難度,，把50.1km的單位換算成m,，這時(shí)在“換單位”后還要增加一步：“變數(shù)字”。最后再舉一個(gè)小單位換算為大單位的例子,，將200nm的單位換算成m,。單位換算的方法分為兩步：一,，換單位,；二，變數(shù)字,。這是知識與技能,。在單位換算中蘊(yùn)含的著研究等效替代的思想，這是科學(xué)思維,。而等效替代體現(xiàn)了公平的原則,，這就是情感態(tài)度與價(jià)值觀了。再將單位換算推及到生活中,，你用一角錢換別人一元錢肯定不行,，一角錢與一元錢不等價(jià)，兩者不能相互替代,。但是你用10角錢就可以換一元錢,，因?yàn)?0角錢與一元錢是等價(jià)的，所以兩者就可以彼此替代,。有了標(biāo)準(zhǔn),，就能進(jìn)行測量了嗎？
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