鲁科版 (2019)必修 第三册第5节 科学测量:长度的测量及测量工具的选用学案设计

第5节 科学测量；长度的测量及测量工具的选用

1.掌握游标卡尺和螺旋测微器的原理和使用方法。

2.知道长度测量工具的选用基本原则

【重点】游标卡尺和螺旋测微器的使用方法

【难点】游标卡尺的读数法则。

[基础知识梳理]

一、游标卡尺

1：结构及作用

2：原理

⑴10分度的游标卡尺：游标上相邻两个刻度间的距离为0.9mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.1mm。读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出0.1毫米位的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，0.1毫米位就读几。其读数准确到0.1mm。

⑵20分度的游标卡尺：游标上相邻两个刻度间的距离为0.95mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.05mm。读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出毫米以下的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，毫米以下的读数就是几乘0.05毫米。其读数准确到0.05mm。

⑶50分度的游标卡尺：游标上相邻两个刻度间的距离为0.98mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.02mm。这种卡尺的刻度是特殊的，游标上的刻度值，就是毫米以下的读数。这种卡尺的读数可以准确到0.02mm。如右图中被测圆柱体的直径为2.250cm。           

3：读数

1、确认游标格数，算出游标卡尺精确度：

2、从主尺读出游标尺零刻线前的毫米数；

3、看游标尺上第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，毫米以下的读数就是，得游标尺示数L2；

4、测量结果： 

5、注意单位和有效数字“0”　游标尺不需要估读。

4：注意事项

1、不同分度的游标卡尺，应由精确度确定有效数字的位数。

2、主尺读数应以毫米为单位来读，再按要求进行单位换算。

3、不需估读，支持读数一定要读游标零刻度线左边最近的主尺刻度线的值。

二、螺旋测微器

1：结构

2：原理

螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的，即螺杆在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离。因此，沿轴线方向移动的微小距离，就能用圆周上的读数表示出来。螺旋测微器的精密螺纹的螺距是0.5mm，可动刻度有50 个等分刻度，可动刻度旋转一周，测微螺杆可前进或后退0.5mm，因此旋转每个小分度，相当于测微螺杆前进或后退这0.5/50=0.01mm。可见，可动刻度每一小分度表示0.01mm，所以以螺旋测微器可准确到0.01mm。由于还能再估读一位，可读到毫米的千分位，故又名千分尺。

3：读数

1、先读固定刻度。再读半刻度，若半刻度线已露出，记作 0.5mm；若半刻度线未露出，记作 0.0mm；

2、再读可动刻度（注意估读）。记作 n×0.01mm；

3、读数结果为：固定刻度+半刻度+可动刻度；

4：注意事项

1、测量时，再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。

2、读数时，要注意固定刻度上表示半毫米的刻线是否已经露出。

3、读数时，千分位有一位估读数字，不能随便丢掉。

4、当小砧和测微螺旋杆并拢时，可动刻度的零点与固定刻度的零点不相重合，将出现零误差，应加以修正。

三、长度测量工具的选用：

1、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0.02mm：游标卡尺

2、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：米尺

3、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。

随着科学技术的发展，长度测量范围日益扩大，对测量工具的测量精度和效率的要求越来越高，测量工具也不断改进。例如，利用光束的某些特性设计和制造的激光测距仪，量程大、精度高、测量便捷。

例1.王亮同学用螺旋测微器测量一铜丝的直径，测微器的示数如图所示，该铜丝的直径为_____ mm．有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度．李华同学用它测量一工件的长度，游标卡尺的示数如图所示，该工件的长度为 _____mm．

例2. 读出下图中游标卡尺和螺旋测微器的读数游标卡尺的读数为_________mm.；螺旋测微器的读数为_________mm.

1. （1）在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为____________mm。

（2）在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图2所示，读数为__________________cm。

2、一同学在某次实验中测量一物体长度，正确的记录结果为8.750cm，则该同学所使用的测量工具可能为 （　　）

A．最小刻度为毫米的刻度尺      B．10分度的游标卡尺

C．20分度的游标卡尺            D．50分度的游标卡尺

3.下图中50分度游标卡尺和螺旋测微器的读数分别为_______mm和_______mm。

4.图甲为用螺旋测微器、图乙为用游标尺上有50个等分刻度的游标卡尺测量工件的情况，请读出它们的读数．甲：读数为          mm，乙：读数为           mm

5．（1）已知不同的工具测量某物体的长度时，有下列不同的结果：

A． 2.4cm     B． 2.37cm      C． 2.372cm      D． 2.3721cm

其中，用最小分度值为厘米的刻度尺测量的结果是_      _；用游标尺上有10个等分刻度的游标卡尺测量的结果是___     __。

（2）一同学用一游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一物体的长度．测得的结果如图所示，则该物体的长度L=_______ m。

参考答案

例1. 解析：螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm，可动刻度读数为0.01×33.2mm=0.332mm，所以最终读数为：4.5mm+0.332mm=4.832mm．
游标卡尺的主尺读数为101mm，游标尺上第4个刻度与主尺上某一刻度对齐，故其读数为0.05×4mm=0.20mm，所以最终读数为：101mm+0.20mm=101.20mm；
答案：4.831mm--4.834mm；    101.20m

例2. 答案：11.4     0.920

1. 答案：1.0.628     6.065

2. 解析：A、因8.750cm=87.50mm，最小刻度是毫米的刻度尺的应估读到0.1mm．故A错误
B、10分度的游标卡尺精确到为0.1mm，读数只能读到0.1mm．故B错误
C、20分度的游标卡尺精确到为0.05mm，末位为0或5．故B正确
D、50分度的游标卡尺的末位为0或偶数．故D正确
E、螺旋测微器精确到为0.01mm，读数能读到0.001mm．故E错误
答案：CD

3.答案： 10.52    10.296 

4.答案：甲：1.881    乙：23.20

5.答案：（1） A   B    (2)  2.030