第5节 科学测量：长度的测量及测量工具的选用（教学课件）物理鲁科版必修第三册

该高中物理课件聚焦长度测量工具的选用与精密测量，系统讲解游标卡尺、螺旋测微器的原理结构、读数方法及使用规范，通过“思考与讨论”环节（如用直尺测金属丝直径精确度不足）导入，搭建从基础工具到精密仪器的学习支架，衔接测量需求与工具精度的知识脉络。 其亮点在于以问题驱动和实验探究融合科学思维与科学探究素养，例如通过推导游标卡尺二十分度（19mm等分为20份，精度0.05mm）、五十分度（49mm等分为50份，精度0.02mm）的原理培养科学推理能力，设计空心圆筒内外径测量、大头针直径多次测量求平均值的实验提升探究技能。学生能在实践中深化物理观念，教师可借助清晰的读数训练和选用原则指导优化教学过程。

第三章 恒定电流 第5节 鲁科版2019 高中物理必修三 科学测量： 长度的测量及测量工具的选用 制作：沈雄斌 授课：东山二中高二物理组 思考与讨论 常用的长度测量工具：刻度尺 直尺 卷尺 用来测量金属丝的直径、硬币的硬度。合适吗？ 精确度不够 一 游标卡尺的测量原理及使用 一、游标卡尺的测量原理及使用 1、游标卡尺的结构及功能： 测量内径 测量深度 测量长度和外径 ②功能：可测量长度、内外径、深度的工具 ①结构： 一、游标卡尺的测量原理及使用 ③不同精度的游标卡尺： 主尺 １ ０ ０ １０ 游标尺 ２ ｃｍ 十分度尺 主尺 １ ０ ０ 10 游标尺 ２ ｃｍ 20 二十分度尺 主尺 １ ０ ０ １０ 游标尺 ２ ｃｍ ２０ ３ ４ ５ ３０ ４０ ５０ 五十分度尺 标尺的不同分度 一、游标卡尺的测量原理及使用 2、游标卡尺的原理： 主尺上的最小刻度为1mm 十分度尺游标尺上的刻度长度为9mm 当测量爪并拢时，主尺和游标尺的零刻度线对齐，游标尺的第10条刻度线恰好与主尺的9mm刻度线对齐，如图所示。用十分度尺测量可精确到0.1mm。 游标尺上共有10个等分，每个刻度为0.9mm，比主尺小0.1mm。 思考与讨论 二十分度尺与五十分度尺的精度 二十分度尺是将游标尺上的19mm等分为20份。精度为0.05mm（1/20） 五十分度尺是将游标尺上的49mm等分为50份。精度为0.02mm（1/50） 3、游标卡尺的读数： 一、游标卡尺的测量原理及使用 ①读主尺 首先以游标尺零刻度线为准在主尺上读取毫米整数 然后看游标尺上第几条刻度线与主尺的刻度线对齐，若没有正好对齐的线，则取最接近对齐的线进行读数。 ②读游标 7mm 第6条线对齐 6×0.1mm ③计算式 若用 l 表示物体的长度，n 表示游标尺零刻度线前整毫米数，k 表示与主尺对齐的游标尺刻度数，m 为游标卡尺的精度，则 l = n + km。 7 mm + 6×0.1 mm = 7.6 mm 左图读数： 主尺： 14mm 游标： 第32条 精度： 0.02mm n k m 读数： 14mm+32ⅹ0.02mm=14.64mm 读数训练 4、游标卡尺的使用： 一、游标卡尺的测量原理及使用 ①练习测量物体的外径、内径和深度 （1）、测量时，右手拿主尺，大拇指移动游标尺，左手拿待测物体，当其与测量爪相贴时，即可锁定螺钉，读取数据。 （2）、游标卡尺是比较精密的测量工具，使用时要轻拿轻放，移动游标尺不能用力过猛，两测量爪与待测物的接触不宜过紧。 （3）、读数时，应通过螺钉将游标尺锁定于主尺。 一、游标卡尺的测量原理及使用 4、游标卡尺的使用： ②使用注意事项 二 螺旋测微器的测量原理及使用 二、螺旋测微器的测量原理及使用 1、螺旋测微器的结构及功能： ②功能：比游标卡尺更精密的长度测量工具 ①结构： 二、螺旋测微器的测量原理及使用 2、螺旋测微器的原理： 测微螺杆每旋转一周，使沿着旋转方向前进或后退一个螺旋的距离。因此，沿轴线方向移动的微小距离，就能通过圆周上的读数表示出来。 螺旋测微器的刻度由固定刻度和可动刻度两部分构成。固定刻度的中间线两侧分别有毫米刻度和半毫米刻度。。 可动刻度分为50等分，部分每旋转一周，测微螺杆前进或后退0.5mm，可动刻度每旋转一个可动刻度，测微螺杆前进或后退 mm = 0.01 mm。 螺旋测微器测量精度可精确到0.01mm，所以也称千分尺 二、螺旋测微器的测量原理及使用 3、螺旋测微器的读数： 先读固定刻度的毫米刻度，再读半毫米刻度。若半毫米刻度线已露出，记作0.5 mm ；若半毫米刻度线未露出，则记作0.0 mm。 ①读固定刻度 再读可动刻度（注意估读） ②读可动刻度 可动刻度：2.0 ③计算式 若用 l 表示物体的长度，n 表示固定刻度，k 表示可动刻度数，m 为精度，则 l = n + km。 5 mm + 2.0×0.01 mm 5.020 mm 左图读数： 5mm 固定刻度： 8.5mm 可动刻度： 2.3 精度： 0.01mm n k m 读数： 8.5mm+2.3ⅹ0.01mm=8.523mm 读数训练 二、螺旋测微器的测量原理及使用 4、螺旋测微器的使用： ①练习测量金属丝的直径 二、螺旋测微器的测量原理及使用 4、螺旋测微器的使用： ②使用注意事项 （1）、在使用螺旋测微器之前，首先应检查零点。 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，否则就有零点误差。 （2）、仍是左手拿尺架，右手转动粗调旋钮，使测微螺杆与测砧间距稍大于被测物。放入被测物，转动微调旋钮到夹住被测物，直至棘轮发出声音，随即拨动止动旋钮使测微螺杆固定，然后读数。 （3）、测量时，在测微螺杆快靠近被测物体时应改用微调旋钮，这样既能使测量结果精确，又可避免产生过大的压力使螺旋测微器受损。 三 长度测量工具的选用 三、长度测量工具的选用 1、常用长度测量工具的量程、精度和使用条件 米尺的精度：1mm 可测量小于 1m 的普通物体的长度 游标卡尺的精度:常见的有0.1mm、0.05mm 和0.02mm 一般可测量小于150mm 的物体的内径、外径、深度或长度 螺旋测微器的精度: 0.01mm 一般可测量小于50mm 的物体的相关尺寸 三、长度测量工具的选用 2、选用原则 ①根据测量所需要的精度来选择测量工具。 如：零件的加工尺寸要求误差不大于0.02 mm。应选用什么测量工具？ 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。 如：测量一本书的长度。应选用什么测量工具？ 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。 特点：量程大、精度高、测量便捷。 三、长度测量工具的选用 3、新工具 激光测距仪 四 实验：长度的测量 四、实验：长度的测量 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。 实验器材 游标卡尺、螺旋测微器、空心圆筒、大头针。 实验步骤 1、使用游标卡尺测量空心圆筒的外径、内径和深度；记录数据；多次测量，求平均值 2、使用螺旋测微器测量大头针中间位置附近的直径；记录数据；多次测量，求平均值 四、实验：长度的测量 1、使用游标卡尺测量空心圆筒的外径、内径和深度 四、实验：长度的测量 2、使用螺旋测微器测量大头针的直径 数据分析 实验结论 1、由游标卡尺测得空心圆筒的外径： mm ；内径: mm和深度: mm 2、由螺旋测微器测得大头针中间附近的直径： mm ； 四、实验：长度的测量 思考与讨论 利用刻度尺测量金属丝的直径 如果只是进行估测，可将金属丝利用紧密n匝缠绕，再用直尺测量其排列的长度l。 则金属丝直径: 感谢观看！ $$