1、实验1 长度的测量及测量工具的选用 一、实验目的 1.了解游标卡尺和螺旋测微器的结构,知道它们各部分的用途和用法。2.掌握游标卡尺和螺旋测微器的测量原理和读数方法。实验必备自主学习 二、实验器材、原理和读数 1.游标卡尺:(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格的、20格的、50格的,其读数见表:刻
2、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,则记录结果表示为(x+K精确度)mm。需要注意的是,不管是哪种卡尺,K值均不需要向后估读一位。(5)如图所示,有一游标卡尺,主尺的最小分度是1 mm,游标尺上有20个小的等分刻度。用它测量一工件的长度,图示的读数为104 mm+0.050 mm=104.00 mm。2.螺旋测微器:(1)构造:如图所示,它的测砧A
3、和固定刻度B固定在尺架C上,旋钮D、微调旋钮D和可动刻度E、测微螺杆F连在一起,通过精密螺纹套在B上。(2)原理:螺旋测微器的固定刻度B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。读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺。(3)读数:测量时被测物体长度的整毫米数(或半毫米数)由固定刻度B读出,小数部分由可动刻度E读出。测量值(mm)=固定刻度数(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.
4、0 mm,不足半毫米而从可动刻度上读的示数为15.00.01 mm=0.150 mm,最后的读数为:2.0 mm+0.150 mm=2.150 mm。实验过程探究学习 【实验步骤】一、练习使用游标卡尺测量以下物体的尺寸(1)用游标卡尺的外测量爪测量小钢球的直径、小圆管的外径、教科书的厚度等;(2)用游标卡尺的内测量爪测量小圆管的内径、槽的宽度等。二、练习使用螺旋测微器测量以下物体的尺寸(1)测量A4纸的厚度;(2)测量头发丝的直径。【思考讨论】1.游标卡尺需要估读吗?(科学态度与责任)提示:游标卡尺读数不需要估读,其测量结果的末位数字应为精确度的整数倍。如20分度的结果末位数只能是5或0。2.
5、螺旋测微器需要估读吗?(科学态度与责任)提示:螺旋测微器需要估读,最后一位数字为估计数字,读数和记数时估读位为有效数字的最后一位。实验研析创新学习 类型一 教材原型实验 角度1 游标卡尺的使用和读数【典例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;示数如图乙所示,该钢笔帽的内径为_mm。【解析】由游标卡尺的结构原理可知,测内径应选游标卡尺的内测量爪,故选填A;游标卡尺的主尺读数为11 mm,游标尺的读数为50.05 mm=0.25 mm,故钢笔帽的内径为11.25 mm。答案:A 11.25【规律方法】游标卡尺读数(1)游标
6、卡尺的读数=主尺读数+游标尺读数。(2)游标卡尺的读数方法:“三看”一看:精确度 二看:游标尺上的0刻度线位置,区分零刻度与标尺最前端(如图所示)三看:游标尺的哪条(第N条)刻度线与主尺上的刻度线对齐 角度2 螺旋测微器的使用和读数【典例2】螺旋测微器(千分尺)的可动刻度上的刻度为50等份,每一小格表示_mm,旋钮每旋转一周,测微螺杆就前进或后退_mm。用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图所示,其读数应为_mm。【解析】旋钮每转一周,测微螺杆就前进或后退0.5 mm,由于可动刻度等分为50等份,每一小格表示0.01 mm,螺旋测微器的固定刻度读数为5.5 mm,可动刻度读数为0
7、.0116.7 mm=0.167 mm,所以最终读数为:5.5 mm+0.167 mm=5.667 mm。答案:0.01 0.5 5.667【规律方法】螺旋测微器读数 螺旋测微器读数=固定刻度部分读数(mm)+可动刻度部分读数精确度(mm)。注意估读,以及半刻度线是否已露出。类型二 创新型实验【典例3】新式游标卡尺的刻度线看起来很“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)它的精确度是_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】新式游标卡尺的测量原理和传统的游标卡尺相同,新式游标卡尺其游标尺上20个分度只有39 mm,比主尺上的40个分度短1 mm,它的测量精确度是0.05 mm,用它测得的物体厚度为:30 mm+0.05 mm6=30.30 mm=3.030 cm。答案:(1)0.05(2)3.030【创新评价】新式游标卡尺的测量原理和传统的游标卡尺相同,新式游标卡尺其游标尺上20个分度只有39 mm,比主尺上的40个分度短1 mm,游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标尺读数,不需估读。