第5节 科学测量：长度的测量及测量工具的选用-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套课件（鲁科版）

该高中物理课件聚焦长度测量工具的选用及游标卡尺、螺旋测微器的原理与使用，通过“探究过程梳理要点”搭建从理论到实验操作的学习支架，衔接恒定电流章节中对精确测量的需求。 其亮点在于以科学探究为主线，通过实验步骤设计（如多次测量取平均值）和数据处理表格培养严谨态度，结合“三看”读数法等科学思维方法，通过不同分度仪器的例题与练习提升模型建构能力，助力学生掌握测量技能，也为教师提供结构化教学资源。

第5节　科学测量：长度的测量及测量工具的选用 　　　　 第3章　恒定电流 探究过程　梳理要点 1 合作交流　应用拓展 2 随堂演练　对点落实 3 内容索引 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 探究过程　梳理要点 返回 一、游标卡尺和螺旋测微器的原理及使用 1．游标卡尺的测量原理及使用 (1)构造：主尺、游标尺(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)。   (2)用途：测量厚度、长度、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的总长度少1 mm。 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，其精确度见下表： 刻度格数(分度) 刻度总长度 每小格与1 mm的差值 精确度(可准确到) 10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm 20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm 50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm (4)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(x＋k×精确度)mm。需要注意的是，不管是哪种卡尺，K值均不需要估读。 如图所示，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。用它测量一工件的长度，图示的读数为104 mm＋0.05×0 mm＝104.00 mm。 2．螺旋测微器的原理及应用 (1)结构：如图所示，测砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可动刻度E、粗调旋钮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 螺旋测微器的螺距是0.5 mm，螺栓上可动刻度一周为50格，当螺栓每转一周时，前进(或后退)一个螺距0.5 mm。若螺栓每转过1格，前进(或后退)0.01 mm，因此螺旋测微器的精确度为0.01 mm。 (3)操作与读数 ①操作：使用螺旋测微器时，将被测物体放在测砧A和测微螺杆F之间，先使用粗调旋钮D，在测微螺杆F快靠近被测物体时，改用微调旋钮D′，听到“咔、咔”声音停止转动，并用止动旋钮G止动，然后读数。 ②读数：读数时，在固定刻度尺上读出大于0.5 mm的部分，在可动刻度上读出不足0.5 mm的部分，读可动刻度示数时还要注意估读一位数字。 螺旋测微器的读数可用下式表示：螺旋测微器的读数＝固定尺上的读数＋可动尺上的读数×精确度。如图所示，读数为6.5 mm＋0.01×20.3 mm＝6.703 mm。 二、长度测量工具选用的三个原则 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0.02 mm，如果用精度为1 mm的刻度尺来测量，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。 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，可用刻度尺，而不宜用游标卡尺或螺旋测微器。 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。 三、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．实验原理 (1)游标卡尺的实验原理 ①游标卡尺是将一微小量加以放大，然后进行读数。 ②常用的游标卡尺可以精确到0.1 mm，有的可以精确到0.05 mm和0.02 mm。 ③用它可以测量物体的厚度或外径、孔的内径或槽宽、容器的深度。 (2)螺旋测微器的实验原理 ①螺旋测微器又叫千分尺，它比游标卡尺更精密。 ②精度可达0.01 mm。 ③主要测量对物体有精细要求的情况，或对细小物体进行测量。 4．实验步骤 (1)用游标卡尺测量空心圆筒的内径不同位置三次，填入表格。 (2)用游标卡尺测量空心圆筒的外径不同位置三次，填入表格。 (3)用螺旋测微器测量大头针的直径不同位置三次，填入表格。 5．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   四、注意事项 1．游标卡尺的使用 (1)测量时，右手拿主尺，大拇指移动游标尺，左手拿待测物体。 (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。 2．螺旋测微器的使用 (1)测量前应校对零点：使测砧A与测微螺杆F并拢，观察可动刻度零刻线与固定刻度的轴向线是否重合，以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻线是否重合。 (2)测量时，当测微螺杆F将要接触被测物体时，要停止使用粗调旋钮D，改用微调旋钮D′，当听到“咔、咔”声时，停止转动，以避免F和被测物体间产生过大的压力。 (3)螺旋测微器应估读一位，即以mm作单位，读到小数点后面第三位。 返回 合作交流　应用拓展 返回 类型一　游标卡尺的使用和读数 1．游标卡尺的读数＝主尺读数＋游标尺读数。 2．游标卡尺的读数方法：“三看” (1)一看：精确度 (2)二看：游标尺上的0刻度线位置，区分零刻度与标尺最前端(如图所示) (3)三看：游标尺的哪条(第N条)刻度线与主尺上的刻度线对齐 如图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的游标尺依次分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为______mm、_______mm、_______mm。 例1 17.7　 24.85　 3.18 甲图主尺整毫米为17 mm，游标尺读 数为7×0.1 mm＝0.7 mm，最后结果 是17 mm＋0.7 mm＝17.7 mm。 乙图主尺整毫米是24 mm，游标尺读 数为17×0.05 mm＝0.85 mm，最后 结果是24 mm＋0.85 mm＝24.85 mm。 丙图主尺整毫米是3 mm，游标尺读数为9×0.02 mm＝0.18 mm，最后结果是3 mm＋0.18 mm＝3.18 mm。 针对练1．图甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的_____(选填“A”“B”或“C”)进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为________mm。 A　 11.25 由游标卡尺的结构原理可知，测内径应选游标卡尺的内测量爪，故选A；游标卡尺的主尺读数为11 mm，游标尺的读数为5×0.05 mm＝0.25 mm，故钢笔帽的内径为11.25 mm。 针对练2．某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为______cm和______mm。 60.10　 4.20 金属杆长度由刻度尺示数可得，由题图甲得L＝60.10 cm。由题图乙知，此游标尺为50分度，精确度为0.02 mm，游标尺上第10刻线与主尺上的一条刻线对齐，则金属杆直径为d＝4 mm＋0.02×10 mm＝4.20 mm。 类型二　螺旋测微器的读数 1．读数时准确到0.01 mm，要估读到0.001 mm，测量结果若用毫米做单位，则小数点后面必须保留三位。 2．读数时，要注意固定刻度上半毫米刻度线是否露出。 用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图所示的部件____(选填“A”“B”“C”或“D”)。从图中的示数可读出合金丝的直径为_______mm。 例2 B　 0.410 读数前应先旋紧B，使读数固定不变，螺旋测微器的固定刻度为0 mm，可动刻度为41.0×0.01 mm＝0.410 mm，所以最终读数为0 mm＋0.410 mm＝0.410 mm。 针对练1．在测量一根粗细均匀的合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为 _______mm，合金丝的直径为_______mm。 0.007　 0.650 校零时可动刻度为0.7格，故读数为0.7×0.01 mm＝0.007 mm，测量时固定刻度上读数为0.5 mm，可动刻度为15.7格，故读数为0.5 mm＋15.7×0.01 mm＝0.657 mm。合金丝的直径为两次读数之差，D＝0.657 mm－0.007 mm＝0.650 mm。 针对练2．读出下图中给出的螺旋测微器的示数。 甲：_______mm，乙：_______mm，丙：_______mm。 3.550　 3.205　 0.900 返回 随堂演练　对点落实 返回 1．某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图(a)和(b)所示。该工件的直径为________cm，高度为__________________mm。 1.220　 6.861(6.861～6.863) 游标卡尺读数为 d＝12 mm＋4× mm＝12.20 mm＝1.220 cm 螺旋测微器的读数为 h＝6.5 mm＋36.1×0.01 mm＝6.861 mm。 2．用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和图乙所示。 由甲、乙两图读得圆柱体的直径为________ ______________mm，长度为_______cm。 由题图甲知，圆柱体的直径为1.5 mm＋34.4×0.01 mm＝1.844 mm，长度为42 mm＋8×0.05 mm＝42.40 mm＝4.240 cm。 1.844 (1.842～1.846)　 4.240 3．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。 50.20 0.207(0.206～0.208) (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0 mm＋20.7×0.01 mm＝0.207 mm。 返回 谢 谢 观 看 第3章　恒定电流 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 $