课件12张PPT。第5节 科学测量:
长度的测量及测量工具的选用 【实验目的】
1.测量空心圆筒的外径、内径和深度及大头针中央附近的直径。
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。【实验材料】
_________、___________、大头针、空心圆筒。游标卡尺螺旋测微器【实验原理与设计】
1.游标卡尺:
(1)构造:主尺,_______(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)。游标尺(2)用途:测量厚度、_____、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。长度(4)分类: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,其读数见下表:(5)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______________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。(x+K×精确度)2.螺旋测微器的原理及应用:
(1)结构:如图所示,固定小砧A和固定刻度B固定在尺架上,可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D′、测微螺杆F是连在一起的,通过精密螺纹套在B上。(2)测量原理:精密螺纹的螺距为________,即D每旋转
一周,F前进或后退________,可动刻度E上的刻度为50
等份,每一小格表示_________。因此用它测量长度可
以准确到_________,测量时被测长度的整毫米数或半
毫米数(若表示半毫米的刻线已露出)从___________
______,小于0.5 mm 的部分从_________E读出。?0.5mm0.5mm0.01mm0.01mm读出可动刻度固定刻度上(3)使用方法:把被测物体放入A、F之间夹缝中,再顺时针旋转旋钮D,当F快要接触待测物时,改用微调旋钮D′,这样就不至于在F和被测物之间产生过大的压力,既能保证测量结果的准确性,又可以保护仪器。(4)读数方法:固定刻度B上的整毫米数+0.5 mm(判断半
毫米刻度线是否露出)+_________________________。 0.01mm×对齐格数(估读)温馨提示：
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关键能力·素养形成
一、实验步骤
1.用游标卡尺测量空心圆筒的外径、内径和深度:右手拿游标卡尺的尺身,大拇指移动游标,左手取空心圆筒,当其与量爪相贴时,即可锁定螺钉,读取数据,并记录数据。
2.检查螺旋测微器的零点:用左手拿尺架,右手缓缓移动微调旋钮,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和固定刻度上的零刻度线对齐,否则就有零点误差。
3.用螺旋测微器测量大头针中央附近的直径:左手拿尺架,右手转动粗调旋钮,使测微螺杆与测砧间距稍大于被测物。放入大头针,转动微调旋钮到夹住大头针,直到棘轮发出声音,随即拨动止动旋钮使测微螺杆固定,然后读数,并记录数据。
【思考·讨论】
若需要测量小钢球的直径,该选择哪种测量工具?分别用游标卡尺和螺旋测微器测量,并比较测量结果。 (科学思维)
提示:选用游标卡尺,螺旋测微器有一步是微调,而你不能确定你是否测量的是直径,可能是偏离直径。
二、数据收集与分析
1.列空心圆筒的外径R、内径r和深度d数据收集表:
次数
1
2
3
平均值
R
r
d
2.列大头针直径D数据收集表:
次数
1
2
3
平均值
D
【思考·讨论】
若要估测细金属丝的直径是不是必须要用到螺旋测微器?刻度尺能不能测量其直径? (科学探究)
提示:不是必须要用螺旋测微器。可将金属丝在铅笔上紧紧地缠绕n匝,每匝之间不重叠且不留空隙,用刻度尺测出这n匝金属丝所排列的长度,然后可估算出细金属丝的直径。
1.使用游标卡尺应注意以下两点:
(1)游标卡尺是比较精密的测量工具,使用时要轻拿轻放,移动游标不能用力过猛,两量爪与待测物体的接触不宜过紧,读数时应通过螺钉将游标锁定于尺身。
(2)游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的, 所以都不再往下一位估读。
2.使用螺旋测微器应注意以下四点:
(1)测量时,在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮,而改用微调旋钮,避免产生过大的压力,既可使测量结果精确,又能保护螺旋测微器。
(2)在读数时,要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否露出。
(3)读数时,千分位有一位估读数字,不能随便扔掉;即使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐,千分位上也应读取为“0”。
(4)当小砧和测微螺杆并拢时,可动刻度的零点与固定刻度的零点不相重合时,将出现零误差,应加以修正,即在最后测长度的读数上去掉零误差的数值。
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实验研析·素养迁移
类型一 实验操作
【典例1】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
(1)在所提供的仪器中应选用________。?
(2)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】(1)在所提供的仪器中应选用A。
(2)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减小实验的偶然误差。
答案:(1)A (2)减小实验的偶然误差
类型二 数据处理
【典例2】(1)在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图甲所示,读数为______mm。?
(2)用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径,示数如图乙所示,读数为________cm。?
【解析】(1)螺旋测微器的读数:
0+0.01 mm×26.7=0.267 mm;
(2)游标卡尺的读数:
0.6 cm+0.05 mm×14=0.670 cm。
答案:(1)0.267 (2)0.670
【规律方法】 游标卡尺的读数规则
(1)10分度卡尺,读数的末位可以是0～9中的数字;
(2)20分度卡尺,读数的末位只能是0或5;
(3)50分度卡尺,读数的末位可以是0、2、4、6、8中的数字。
类型三 实验创新
【典例3】(1)有一种在工厂实际使用的游标卡尺如图(1)所示,它是普通游标卡尺的变形。它把普通游标卡尺两个卡脚改成了斜的,两个斜卡脚与主尺都成126°52′12″ (图中的∠DAC=∠EBC=126°52′12″,已知tan63°26′06″
=2.000),其他部分未作改动,这种卡尺专门用来测量圆柱形或球形工件的外径。两个斜脚之间不放被测工件时,游标尺的“0”刻线恰与主尺的“0”刻线对齐,两个斜脚之间放上被测圆柱形或球形工件,使工件与主尺、两斜脚都相切,即共有三个切点,如图(1)中的D、C、E。如图(1)所示的被测圆形工件的直径为______mm。?
(2)如果用螺旋测微器测一圆形工件的读数如图(2)所示,读数为_______mm。?
【解析】(1)如图所示,tanθ= =tan63°26′06″=2.000,所以R=2d=AB。
20分度游标卡尺的示数AB为12.30 mm,
所以被测圆形工件的直径2R为24.60 mm。
(2)螺旋测微器的固定刻度为4.5 mm,可动刻度为0.01×10.0 mm=0.100 mm,所以最终读数为4.600 mm。
答案:(1)24.60 (2)4.600
【创新评价】
1.实验创新思路:把游标卡尺的卡脚改成了斜的。
2.实验步骤:
右手拿游标卡尺的尺身,大拇指移动游标,左手取被测圆形工件,当其与量爪相贴时,即可锁定螺钉,读取数据,并记录数据。
3.误差分析:
(1)圆形工件没有同时与主尺和卡脚相切造成系统误差;
(2)圆形工件不圆,测量位置不同造成偶然误差。
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课堂检测·素养达标
1.一游标卡尺的主尺最小分度为1 mm,现用它测量一工件的长度,其读数如图,则读数为__________mm。?
【解析】游标卡尺的读数:
100 mm+0.1 mm×2=100.2 mm。
答案:100.2
2.某同学用螺旋测微器测量一金属丝的直径,测微器的示数如图所示,该金属丝直径的测量值为________mm。?
【解析】测量值读数为
2.5 mm+0.01 mm×29.3=2.793 mm。
答案:2.793±0.002
3.有一游标卡尺,主尺的最小分度是1 mm,游标上有20个小的等分刻度。用它测量一小球的直径,如图甲所示的读数是__________mm。用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如图乙所示的读数是__________mm。?
【解析】游标卡尺的读数:10 mm+0.05 mm×10=10.50 mm。
螺旋测微器的读数:1.5 mm+0.01 mm×23.2=1.732 mm。
答案:10.50 1.732
4.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)20分度的游标卡尺的精确度是0.05 mm;
(2)游标卡尺的读数:30 mm+0.05 mm×6=30.30 mm=3.030 cm。
答案:(1)0.05 (2)3.030
5.某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,示数如图。由图可读出L=________cm,d=________mm。?
【解析】游标卡尺的读数:22 mm+0.1 mm×5=22.5 mm=2.25 cm。
螺旋测微器的读数:6.5 mm+0.01 mm×36.6=6.866 mm。
答案:2.25 6.866
6.某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时,测得的结果如图甲所示,则该金属丝的直径d=________mm。另一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度,测得的结果如图乙所示,则该工件的长度L=________cm。?
【解析】螺旋测微器的读数:2.5 mm+0.01 mm×20.6=2.706 mm;
游标卡尺的读数:50 mm+0.05 mm×3=50.15 mm=5.015 cm
答案:2.706 5.015
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