高中物理：实验一 长度的测量课件

1、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1 mm，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0.1 mm,游标尺的刻度部分总长度为9 mm，分成10等份，每份长度0.9 mm，因此，每份与主尺上

2、的最小分度差 0.1 mm.当游标尺与主尺的零线对齐时，除游标尺的末线与主尺的9 mm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1 mm）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

3、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

4、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0.5 mm（在中线的上侧）；可动刻度每旋转一圈前进（或后退）0.5 mm.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0.01 mm，即精度为0.01 mm. （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

5、是否已露出,如 果已经露出,则从固定刻度上读出整毫米数+0.5 mm.,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

6、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=88.38 cm.即 悬线和小球直径的总和为88.38 cm.,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49 mm.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=0.02 mm, 所以其读数为41 mm+100.02 mm=41.20 mm= 4.120 cm,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：9 mm+21.50.01 mm =9.215 mm; 9.5 mm+19.70.0

7、1 mm=9.697 mm; 6 mm+20.90.01 mm=6.209 mm 答案 9.215 mm 9.697 mm 6.209 mm,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9 mm对应,达到放大0.1 mm 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19 mm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

8、卡尺游标上的每小格与主尺上的 2 mm相差0.1 mm,因此,当游标每向右移动0.1 mm 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

9、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2.40 cm ，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2.4 cm，所以可知游标尺上零刻度对齐主 尺上刻度的位置为2.4 cm.而主尺上每一小格为 1 mm.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

10、可读出l= cm, d= mm。,图8,解析 游标卡尺主尺整毫米数为22 mm，游标尺上有 10个等分格，精度为0.1 mm，游标尺上第5根刻线与 主尺整毫米刻线重合，所以读数为0.5 mm，所以圆 柱体长度为22.5 mm=2.25 cm.螺旋测微器整毫米数为6 mm，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6.860 mm. 答案 2.25 6.860,3.（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

11、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50.0 ms,则 圆盘转动的角速度为 弧度/秒(保留3位 有效数字). 解析 (