高三物理实验课件：长度的测量.ppt

实验一长度的测量要点归纳一 用游标卡尺测量长度 一 游标卡尺1 游标卡尺的构造 主尺 附有左边上爪和下爪 游标尺 附有右边上爪和下爪以及深度尺 深度尺 紧固螺钉 如图1所示 图1 2 游标卡尺的使用 1 外测量爪 可测量零件的厚度和管的外径 2 内测量爪 可测量槽的宽度和管的内径 3 深度尺 可测量槽和筒的深度 3 游标卡尺的工作原理 常用游标卡尺的主尺的最小分度为1mm 游标卡尺有10 20 50不同分度规格 但其工作原理相同 如10分度的游标卡度 测量可精确到0 1mm 游标尺的刻度部分总长度为9mm 分成10等份 每份长度0 9mm 因此 每份与主尺上的最小分度差0 1mm 当游标尺与主尺的零线对齐时 除游标尺的末线与主尺的9mm刻线重合外 其余线均不重合 测量物体时 两尺零线间的距离即被测物的长度 游标卡尺的读数由主尺 最小分度为1mm 和游标尺两部分组成 游标卡尺的读数方法是 以游标尺零刻度线为准在主尺上读出整毫米数 再看游标尺上哪条刻度线 例如k 与主尺上某刻度线齐 k 精度即为毫米以下的小数 两部分相加即为其读数 见下表 二 实验目的 练习正确使用刻度尺和游标卡尺测量长度 测量一段金属管的长度 内径和外径 测量一个小量筒的深度 三 实验器材 刻度尺 游标卡尺 金属管 小量筒 四 实验步骤 1 用刻度尺测量金属管的长度 每次测量后让金属管绕轴转过约45 再测量下一次 共测量四次 把测量的数据填入表格中 求出平均值 2 用游标卡尺测量金属管的内径和外径 测量时先在管的一端测量两个方向互相垂直的内径 或外径 再在管的另一端测量两个方向互相垂直的内径 或外径 把测量的数据填入表格中 分别求出内径和外径的平均值 3 用游标卡尺测量小量筒的深度 共测量四次 把测量的数据填入表格中 求出平均值 五 使用游标卡尺的注意事项1 要以适当的压力接触被测物 不可太紧 不允许被测物夹在测脚间滑动 以防损伤平直度和平行度很高的测量爪刀口 2 读数时视线应垂直尺面 以减小误差 3 游标卡尺要轻拿轻放 用毕放回木盒中保存 防止尺身或测脚碰伤或变形 注意游标卡尺不估读 因为刻度线对齐 本身已经包含了一定的估读成分 二 用螺旋测微器测量长度 一 螺旋测微器主要构造的名称 测砧 测微螺杆 固定刻度 可动刻度 旋钮 微调旋钮 尺架 如图2所示 图2 二 螺旋测微器的工作原理 固定刻度上的最小刻度为0 5mm 在中线的上侧 可动刻度每旋转一圈前进 或后退 0 5mm 在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线 所以相邻两条刻线间表示0 01mm 即精度为0 01mm 三 螺旋测微器的读数1 读数时 从固定刻度上读取整 半毫米数 要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已露出 如果已经露出 则从固定刻度上读出整毫米数 0 5mm 2 然后从可动刻度上读取剩余部分 由于可动刻度是10分度 所以在最小刻度后必须再估读一位 因为要估计一位读数 所以以毫米为单位时读数的小数点后应有3位 其中最后1位是估读值 3 再把上述两部分读数相加 得测量值 四 使用时注意事项在使用时 快要接触被测物体时 要停止使用旋钮 改用微调旋钮 这样就不至于在 和被测物体间产生过大的压力 可以保护仪器又能保证测量结果的准确 典例剖析 例1 在 用单摆测重力加速度 的实验中 先用刻度尺测出悬点到小球底端的长度如图3所示 则悬线和小球直径的总和为厘米 解析测量时 悬点与刻度尺零刻度对齐 此时三角尺直角点对应的刻度x 88 38cm 即悬线和小球直径的总和为88 38cm 88 38 图3 例2 一种游标卡尺 它的游标尺上有50个小的等分刻度 总长度为49mm 用它测量某物体长度 卡尺示数如图4所示 则该物体的长度是cm 解析该游标卡尺的精确度为mm 0 02mm 所以其读数为41mm 10 0 02mm 41 20mm 4 120cm 图4 4 120 例3 图5所示中各螺旋测微器的读数为 图5解析从左到右读数依次为 9mm 21 5 0 01mm 9 215mm 9 5mm 19 7 0 01mm 9 697mm 6mm 20 9 0 01mm 6 209mm答案9 215mm9 697mm6 209mm 创新实验 例4 对于10分度的游标卡尺而言 一般是游标尺上的10小格与主尺上的9mm对应 达到放大0 1mm的目的 某同学根据游标卡尺的放大原理 设计了一种10分度的游标卡尺 其结构如图6所示 其主尺上的最小刻度仍然是毫米 且所标示数以毫米为单位 游标上的格数仍然是10格 不过 游标上的10小格与主尺上的19mm对应 请问 该同学设计的这种游标卡尺的功能是否与10分度的相同 如果相同 它有什么样的一些优点 图6 解析由于该游标卡尺游标上的每小格与主尺上的2mm相差0 1mm 因此 当游标每向右移动0 1mm时 必有一游标上的刻度线与主尺上的某一刻度线对 齐 只要找到游标尺上的第几条刻度线与主尺上的刻度线对齐 便知游标尺移动的距离 因此 它的功能与通常介绍的10分度的游标卡尺相同 不过 由于该同学设计的游标卡尺上的游标刻度较大 读数时更易区分游标尺上的刻度线与主尺上的刻度线对齐与否 减小了出错的可能 同时 刻游标卡尺主尺上的标度为毫米 则所读游标尺的结果可与主尺上的示数直接相加 无需在厘米与毫米之间进行转换 这同样可减小因转换单位产生的错误 因此 该同学设计的游标卡尺较教材上介绍的游标卡尺在使用上更简单 快捷 且不易出错 答案见解析 素能提升1 在某次的实验中 用10分度的游标卡尺测得小球的直径如图7所示 小球的直径为2 40cm 则a 图7解析本题改变以往让学生对游标卡尺读数的测试方法 改为考查学生对卡尺原理的理解和掌握 进一步考查了学生的理解能力 游标卡尺的读数由两部分组成的 一是固定刻度 即2 4cm 所以可知游标尺上零刻度对齐主尺上刻度的位置为2 4cm 而主尺上每一小格为1mm 故a处数据为3 3 2 2009 宁夏 辽宁理综 22 某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度l 用螺旋测微器测量该圆柱体的直径d 示数如图8 由图可读出l cm d mm 图8 解析游标卡尺主尺整毫米数为22mm 游标尺上有10个等分格 精度为0 1mm 游标尺上第5根刻线与主尺整毫米刻线重合 所以读数为0 5mm 所以圆柱体长度为22 5mm 2 25cm 螺旋测微器整毫米数为6mm 且半毫米刻线已经露出 螺旋已经转过36根刻线 所以圆柱体直径为6 860mm 答案2 256 860 3 2009 福建理综 19 在通用技术课上 某小组在组装潜艇模型时 需要一枚截面为外方内圆的小螺母 如图9所示 现需要精确测量小螺母的内径 可选用的仪器有 A 50等分的游标卡尺 B 螺旋测微器 在所提供的仪器中应选用 在测量过程中 某同学在小螺母中空部分360 范围内选取不同的位置进行多次测量取平均值的目的是 解析游标卡尺测内径 故选用游标卡尺 在测量中多次测量取平均值的目的是减小实验的偶然误差 图9 A 减小实验的偶然误差 4 2008 四川非延考区 22 一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动 盘边缘上固定一竖直的挡光片 盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过 如图10所示 图11为光电数字计时器的示意图 光源A中射出的光可照到B中的接收器上 若A B间的光路被遮断 显示器C上可显示出光线被遮住的时间 图10 图11 挡光片的宽度用螺旋测微器测得 结果如图12所示 圆盘直径用游标卡尺测得 结果如图13所示 由图可知 图12 图13 1 挡光片的宽度为mm 2 圆盘的直径为cm 3 若光电数字计时器所显示的时间为50 0ms 则圆盘转动的角速度为弧度 秒 保留3位有效数字