1、实验十长度的测量及其测量工具的选用一、实验目的1正确使用刻度尺、游标卡尺和螺旋测微器。2掌握误差和有效数字的概念，能够对各种长度测量仪器进行准确读数。二、测量工具的原理及使用1刻度尺的构造、原理及使用(1)仪器构造。在木板、塑料或金属上每隔1 mm等间隔地刻一条线，如图所示。(2)设计原理。常用的刻度尺的最小分度一般为1 mm，使用时估读到毫米的下一位。(3)刻度尺的使用使用前要观察刻度尺的零刻度线、量程及最小刻度值，根据待测物的大小和所需达到的测量准确度，选择合适的刻度尺。测量物体的长度时，刻度尺要放正，尺面沿着所测物体的长度放置，刻度线紧贴被测物体。通常测量时，将刻度尺的零刻度线与被测长度
2、的起始端对齐；使用零刻度线已被磨损的刻度尺时，则可以让某一整数刻度线与被测长度的起始端对齐。观察示数时，视线应与刻度尺垂直，并与刻度线正对。读数时，应估读到最小刻度的下一位。2螺旋测微器(千分尺)的构造、原理及读数(1)构造：如图所示，B为固定刻度，E为可动刻度。(2)原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。(3)读数测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出。测量值(mm)固定刻度数
3、(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)可动刻度数(估读一位)0.01(mm)。如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，半毫米刻度线未露，而可动刻度上的示数为15.0，最后的读数为2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm。3游标卡尺的构造、原理及读数(1)构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺。(如图所示)(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。(3)原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、2
4、0个的、50个的，其读数见下表：刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1 mm的差值精确度(可准确到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm(4)读数：若用x表示从主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(xK精确度) mm。 刻度尺的使用1如图甲所示的物体A的长度是 cm m，如图乙所示的物体B的长度是 mm m。甲乙解析LA(14.010.0)cm4.0 cm4.0102 m，LB(14.4011.00)cm3.40 cm34.0 mm3.40102 m。答案4
5、.04.010234.03.401022现用最小分度为1 mm的米尺测量金属丝长度，如图所示，图中箭头所指位置是拉直的金属丝两端在米尺上相对应的位置，测得的金属丝长度为 mm。在测量金属丝直径时，如果受条件限制，身边只有米尺1把和圆柱形铅笔1支。如何较准确地测量金属丝的直径？请简述测量方法。解析观察本题图示，注意金属丝的起点不在“0”处，所以测得金属丝的长度为982.0 mm10.0 mm972.0 mm。由于一根金属丝的直径太小，用mm刻度尺不易测量，故采用放大法测量：在铅笔上紧密排绕N匝金属丝，用毫米刻度尺测出该N匝金属丝的宽度D。由此可以算出金属丝的平均直径为。答案972.0测量方法见解
6、析 螺旋测微器的使用1用螺旋测微器测得与导线圈导线同种规格的导线的直径d如图所示，则d mm。解析螺旋测微器的读数：d0.01 mm15.50.155 mm。答案0.155(0.1540.156均可)2使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，则金属丝的直径是 mm。解析固定刻度示数为1.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读，其示数为15.0，最后的读数为1.0 mm15.00.01 mm1.150 mm。答案1.150(1.1491.151均可)3螺旋测微器测量圆柱体的直径，某次测量的示数分别如图所示，直径为 mm。解析直径d5 mm31.50.01 mm5.315 mm。答案5.315
7、 (5.3145.316均可)4某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示，测量金属板厚度时的示数如图(b)所示。图(a)所示读数为 mm，图(b)所示读数为 mm，所测金属板的厚度为 mm。(a) (b)解析题图(a)的读数为1.00.01 mm0.010 mm。题图(b)的读数为6.5 mm37.00.01 mm6.870 mm，故金属板的厚度d6.870 mm0.010 mm6.860 mm。答案0.0106.8706.860 游标卡尺的使用1图甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的 (选填“A”“B”或“C”)进行测量；
8、示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为 mm。甲乙解析测量内径时应该用游标卡尺上的内测量爪A。游标卡尺的读数主尺上的读数游标尺上的读数。本题主尺上读数为11 mm，游标尺上读数为60.05 mm0.30 mm，故读数为11.30 mm。答案A11.302如图所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为 mm、 mm、 mm。解析最上面图读数：整毫米是17，不足1毫米数是20.1 mm0.2 mm，最后结果是17 mm0.2 mm17.2 mm。中间图读数：整毫米是23，不足1毫米数是170.05 mm0.85 mm，最
9、后结果是23 mm0.85 mm23.85 mm。最下面图读数：整毫米是3，不足1毫米数是70.02 mm0.14 mm，最后结果是3 mm0.14 mm3.14 mm。答案17.223.853.143有一种新式游标卡尺，它的刻度与传统的游标卡尺明显不同。新式游标卡尺的刻线看起来很“稀疏”，使得读数显得清晰明了，便于使用者正确读取数据。通常游标卡尺的刻度有10分度、20分度、50分度三种规格；新式游标卡尺也有相应的三种，但刻度却是：19 mm等分成10份，39 mm等分成20份，99 mm等分成50份，以“39 mm等分成20份”的新式游标卡尺为例，如图所示。(1)它的准确度是 mm。(2)用它测量某物体的厚度，示数如图所示，正确的读数是 cm。解析(1)39 mm等分成20份的新式游标卡尺，其每一小格的长度为1.95 mm，故准确度为2.00 mm1.95 mm0.05 mm。(2)主尺刻度为31 mm，游尺刻度为0.0560.30 mm，故物体的厚度为31 mm0.30 mm31.30 mm3.130 cm。答案(1)0.05(2)3.130
