3.5 科学测量：长度的测量及测量工具的选用-高一物理鲁科版必修第三册同步课件(共36张PPT)

(共36张PPT)
3.5 科学测量：长度的测量及测量工具的选用
学习目标
1.认识长度测量工具——游标卡尺和螺旋测微器的结构。
2.掌握游标卡尺和螺旋测微器读数的方法及原理。
3.通过他人的帮助，会设计实验步骤，能选用游标卡尺和螺旋测微器进行实验。
4.掌握电压表、电流表的读数方法。
初中我们学习过用米尺和毫米刻度尺来进行长度的测量，如果要测量一个微小量，还能用这两种工具测量吗？不能的话应该用什么工具测量呢？
主尺
游标尺
深度尺
紧固螺钉
外测量爪
内测量爪
一、游标卡尺
1、游标卡尺的构造
2、原理
0
5
10
0
1
以10分度游标卡尺为例，游标尺每格长度为0.9mm，两尺每格之差为0.1mm。
量爪并拢时主尺和游标尺的零刻度线对齐，它们的第1条刻度线相差0.1mm，第2条刻度线相差0.2mm……第10刻度线相差1mm。
当量爪间所测量物体的长度为0.1mm时，游标尺向右应移动0.1mm，这时它的第1条刻度线恰好与主尺的1mm刻度线对齐。
当游标尺的第5条刻度线跟主尺的5mm刻度线对齐时，说明两量爪之间有0.5mm的宽度……
分度值　 游标长度 游标尺等分刻度数 每格与主尺相差 精确度
10分度 9mm 10 0.1mm 0.1mm
20分度 19mm 20 0.05mm 0.05mm
50分度 49mm 50 0.02mm 0.02mm
3、游标卡尺的三种分度
规格 读数规则 精度 游标尺上每一分度的长度
10分度 整数部+n×0.1mm 0.1mm 0.9mm
20分度 整数部+n×0.05mm 0.05mm 0.95mm
50分度 整数部+n×0.02mm 0.02mm 0.98mm
4、读数规则
注意：不估读！
游标卡尺需要估读吗？
5、游标卡尺使用方法
测量时，右手拿住尺身，大拇指移动游标尺，左手拿待测物体，当与测量爪紧紧相贴时，即可读数。
使用游标卡尺时应注意轻拿轻放，移动游标尺不能用力过猛。
10
游标
0
L= + × =
主尺
cm
5
6
10
游标尺
0
两刻度对齐
52mm
6
0.1mm
52.6mm
练一练：请你读出下列游标卡尺的读数
cm
主尺
1cm
游标尺
0
2cm
10
20
L= + × =
两刻度对齐
5mm
17
0.05mm
5.85 mm
二、螺旋测微器
1. 结构：
（1）A、B、C连在一起
（2）F、E、D、 D′ 连在一起，通过精密的螺纹套在B上。
测砧
测微螺杆
可动刻度
微调旋钮
粗调旋钮
尺架
固定刻度
锁紧装置
2. 原理：
测微螺杆与固定刻度之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即粗调旋钮每旋转一周，测微螺杆前进或后退0.5mm，而可动刻度上的刻度为50等份，每转动一小格，测微螺杆前进或后退0.01mm，即螺旋测微器的精确度为0.01mm。读数时估读到毫米的千分位，因此，螺旋测微器又叫千分尺。
测量时，被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。
测量值 ＝固定刻度数 (mm) ＋可动刻度数 ×0.01 (mm)。
重要提示：螺旋测微器需要估读。
3. 读数：
螺旋测微器需要估读吗？
螺旋测微器的估读：
最后一位数字为估计数字，读数和记数时估计位为有效数字的最后一位。如图所示，固定刻度示数为3.0 mm，不足半毫米从可动刻度上读的示数为37.3，最后的读数为：
3.0 mm＋37.3×0.01 mm＝3.373mm。
4、螺旋测微器的使用及注意事项
（1）使用前应先检查零点。用左手拿尺架，右手缓缓转动微调旋钮，使测微螺杆和测砧接触，至棘轮发出声音为止，此时可动刻度上的零刻度线应当和固定刻度上的中间线对齐。
（2）当测微螺杆F将要接触被测物体时，要停止使用旋钮D，改用微调旋钮D′，听到“咔、咔…”声后，锁紧“锁紧装置”然后进行读数。
锁紧装置
练一练-请你读出下列螺旋测微器的读数
1.783 mm
1.780 mm
0.260 mm
4.700 mm
三、长度测量工具的选用
长度测量工具选用遵循以下三个原则：
第一，根据测量所需要的精度来选择测量工具。例如，一个机器零件的加工尺寸要求误差不大于0.02 mm，如果用精度为1 mm的米尺来测量，显然无法达到测量要求，这时我们可选择游标卡尺进行测量。
第二，根据对被测对象估计值的大小选择量程合适的测量工具。例如，测量一本书的长度，可用米尺，而不宜用游标卡尺或螺旋测微器。
第三，符合测量的经济性。在保证测量精度的前提下，应全面考虑测量工具的成本、耐磨性、测量效率等因素，选择比较经济、测量效率较高的测量工具。
四、实验：长度的测量
1.实验目的
(1)测量空心圆筒的外径、内径和深度及大头针中间位置附近的直径。
(2)学会使用游标卡尺和螺旋测微器，能根据实际需要选择合适的测量工具。
2.实验器材
游标卡尺、螺旋测微器、空心圆筒、大头针。
3.实验步骤
(1)用游标卡尺测量空心圆筒内径的不同位置，重复三次，填入表格。
(2)用游标卡尺测量空心圆筒外径的不同位置，重复三次，填入表格。
(3)用螺旋测微器测量大头针直径的不同位置，重复三次，填入表格。
4.数据处理
表格一　用游标卡尺测量空心圆筒的内径、外径和深度
空心圆筒 内径 外径 深度
1
2
3
平均值
表格二　用螺旋测微器测量大头针中间位置附近的直径
大头针 直径
1
2
3
平均值
五、电流表、电压表的读数
量程为3A的电流表，最小分格为0.1A，指针偏转不够一个分格的部分用格估读法，读数比最小刻度多一位小数。
电流表读数为 A
0.74
量程为0.6A的电流表，最小分格为0.02A，指针偏转不够一个分格的部分用半格估读法，读数和最小刻度的小数位数相同。
电流表读数为 A
0.27
量程为3V的电压表，最小分格为0.1V，指针偏转不够一个分格的部分用格估读法，读数比最小刻度多一位小数。
电压表读数为 V
2.38
量程为15V的电压表，最小分格为0.5V，指针偏转不够一个分格的部分用格估读法，读数和最小刻度的小数位数相同。
电压表读数为 V
11.7
1.图(a)的读数为　　　　cm，图(b)的读数为　　　mm。
当堂检测
图(a)
图(b)
【解析】图(a)为20分度的游标卡尺，其精度为0.05 mm。主尺读数为12mm，游标尺上第4条刻线与主尺上的某一条刻线对齐，故测量结果为12mm+4×0.05mm=12.20mm=1.220cm。螺旋测微器的精度为0.01mm；由图(b)知固定刻度读数为6.5mm，可动刻度读数为“36.0”，故工件的高度为6.5 mm+36.0×0.01 mm=6.860 mm。
【答案】1.220；6.860。
2.某同学在测定一段金属丝的长度和直径实验中:
(1)用游标卡尺测量有效长度如图甲所示，可知其长度为l=　 mm；
(2)用螺旋测微器测金属丝的直径时，如图乙所示，测量值d= mm。
【解析】(1)由图示游标卡尺可知，金属丝的直径为：
50 mm+4×0.05 mm=50.20 mm。
(2)由图示螺旋测微器可知，金属丝的直径为：0mm+20.5×0.01 mm=0.205 mm。
【答案】(1)50.20　(2)0.205(0.204~0.206均可)
3.某同学在测量一种均匀新材料的电阻率的过程中，对由该材料做成的圆柱形导体的相关测量如下:
用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度L=　　　　mm；用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图乙可知其直径d=　　　　mm。
【解析】由图示游标卡尺可知，其示数为：60mm+4×0.05 mm=60.20 mm；
由图示螺旋测微器可知，其示数为：
8 mm+30.0×0.01 mm=8.300 mm。
【答案】60.20；8.300
4.某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下:
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为 mm。
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，可知其直径为　 　mm。
甲
乙
【解析】(1)由图甲所示可知，游标卡尺主尺示数为50 mm，游标尺示数为3×0.05 mm=0.15 mm，游标卡尺示数为50mm+0.15mm=50.15 mm；
(2)由图乙所示可知，螺旋测微器固定刻度示数为4.5mm，游标尺示数为20.0×0.01 mm=0.200 mm，螺旋测微器示数为：
4.5mm+0.200 mm=4.700 mm。
【答案】(1)50.15　(2)4.700
观
谢
看
谢