3.5 科学测量：长度的测量及测量工具的选用 课件-2025-2026学年高二上学期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，系统讲解游标卡尺和螺旋测微器的测量原理、使用方法及读数规则，通过情境导入从初中毫米刻度尺（精度1mm）过渡，以“导线等精密测量需求”设问，搭建新旧知识衔接的学习支架。 其亮点在于以科学探究为导向，通过10/20/50分度游标卡尺原理对比、螺旋测微器估读规则等科学思维训练，结合例题解析和备用视频辅助，课堂小结清晰呈现工具精度与读数公式。学生能提升测量操作与数据处理能力，教师可依托结构化内容高效实施实验教学。

我们在使用游标卡尺前，要检查两爪并拢时零刻度线是否对齐。主尺和游标尺上都有刻度，主尺上的最小分度为一毫米，游标尺有50分度、20分度、十分度三种规格。区别游标尺的规格要看刻度的数量，50分度的游标尺有50个刻度，以此类推，50分度的游标尺它的精度就是1毫米除以50 0.02毫米，20分度的精度就是1毫米除以20 0.05毫米，十分度的精度就是1毫米除以10 0.1毫米，分度越大精度越高，但是分度太大，究竟哪根线对齐就看不出来了，所以50分度就是最大精度了。游标卡尺的读数分为整数和小数部分，整数部分由主尺读出，小数部分由由标尺读出。以十分度的游标尺为例，主尺的零刻度线和游标尺的零刻度线的中间部分就是物体的实际测量数值，这一部分也就是主齿部分的读数。取整毫米数是30毫米，剩下的这一小部分就要看游标尺的读数，看游标尺的第几条刻度线与主尺对齐，这里是第六条，与主尺对齐，十分度的游标尺精度为0.1毫米，0.1毫米乘以6为0.6毫米，那么剩下的这一小部分，也就是游标尺的读数是0.6毫米，将两者相加就是实际测量出的数值30.6毫米。20分度和50分度也是用一样的方式读数，但是这两种规格的游标卡尺读数时要精确到小数点后两位。例如以下音读为9.20毫米和11.68毫米。 游标卡尺。由主尺。游标尺、内侧两爪、外侧两爪、深度尺、紧固螺钉组成。主尺和游标尺用来读数，紧固螺钉用来固定游标尺。游标卡尺有多种用法，测量外径时用外测量爪卡住待测物体。测量内径时用内测量爪撑住待测物体。测量深度时用深度尺抵住待测物体。 这是十个刻度，假设每两个刻度之间的距离是一毫米，并分别编号0到9。我们在它的下边再画十个刻度，仍然编号0到9。但这一次将下边每两个刻度之间的距离调整为0.9毫米，我们就得到了第一个刻度对齐，后边每对刻度依次分别错开0.1毫米、0.2毫米、0.3毫米直至0.9毫米的两排刻度。此时我们将下边一排刻度整体向右平移0.1毫米，将会出现一号刻度，对齐向右平移0.2毫米，将会出现二号刻度对齐，0.3毫米3毫刻度对齐，以此类推。这就是十分度游标卡尺的基本原理。比如这样一把游标卡尺，我们读数的时候要得到的其实就是这两个刻度之间的距离，而这个距离又可以看作由这两部分组成。其中左边一段距离我们可以非常简单的通过对主尺的读数得到为12毫米，而后边这一小段距离就是通过视频开头讲解的原理观察得到是四号刻度对齐，那么后边这一小段距离则为0.4毫米。那我们最终要得到的整体长度则为两者之和12.4毫米。这就是游标卡尺之中最简单的十分度游标卡尺的读数问题。它的根本原理就是把一毫米分成了10份儿，分为0.1毫米，由更加容易观察的时对刻度来表示，如果我们想更加精确，还可以把这一毫米分成20份，那么每份则为0.05毫米，也就是把刻度增加到20对。上边的间距仍然为一毫米，而下边的间距调整为0.95毫米，每对刻度便依次相差0.05毫米，也就是下边刻度整体每向右移动0.05毫米，将会有下一个刻度对齐。例如当五号刻度对齐的时候，最左边相距的就是5乘0.05等于0.25毫米。再例如当12号刻度对齐的时候，最左边相距的就是12乘0.05，等于0.60毫米。那么这便是20分度游标卡尺的原理。同理我们可以继续将这一毫米更加细分为50份，那么每一份则为0.02毫米，也就是将刻度增加到50。对，上边依然为一毫米，但下边的间隔为0.98毫米，这就得到了50分度的游标卡尺。 第3章 恒定电流 High school physics 掌握游标卡尺和螺旋测微器的使用方法和读数规则 了解游标卡尺和螺旋测微器的测量原理 02 01 提升测量工具的选择和使用能力、测量数据的读取能力 03 在初中我们学习过长度的测量，用的是什么工具呢？ 毫米刻度尺的精度是多少？ 导线、头发丝、小钢球的直径，有没有更好和精度更高的工具测量呢？ 1mm 情境导入 01 游标卡尺的测量原理及使用 认识游标卡尺 1.结构：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺。 0 5 10 0 1 外测量爪 深度尺 游标尺 紧固螺钉 内测量爪 主尺 核心知识 0 5 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2.游标卡尺的原理 (1)原理：利用主尺的最小分度(1 mm)与游标尺的最小分度差值制成。 (2)精度确：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 。 游标卡尺的原理 核心知识 0 5 10 0 1 主尺每格长度为 . 10分度游标卡尺 1mm cm 常见规格 游标尺刻度为10格，总长 . 游标尺每格长度为 . 主尺与游标尺每格相差 . 9 mm 0.9mm 0.1mm 精确度是0.1mm 核心知识 0 10 20 0 1 2 3 19mm 20分度游标卡尺 游标尺刻度为20格，总长 . 游标尺每格长度 . 两尺每格之差 . 精确度是多少？ = 0.95mm 1mm-0.95mm=0.05mm 0.05mm 核心知识 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 50分度游标卡尺 游标尺每格长度 . 两尺每格之差 . 精确度是多少？ 49mm 游标尺刻度为50格，总长 . = 0.98mm 1mm-0.98mm=0.02mm 0.02mm 核心知识 3.用途 外测量爪： 测量厚度和外径 内测量爪： 测量内径 深度尺： 测量深度 核心知识 读数= + = . 游标“0”刻度前整毫米值 0 10 标尺 主尺 cm 3 2 读数 = 主尺读数 + 游标尺读数 对齐刻度（不估读）×精确度 21mm 5×0.1mm 21.5mm 4.读数方法 核心知识 (1)游标卡尺是根据刻度线对齐来读数的，所以不需要估读。但读数要注意最小精确度所在的位数，如果读数最后一位是零，该零不能去掉。 (2)读数时，要注意与主尺对齐的游标尺刻度线格数(不含零刻度线) 。 (3)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。 读数为______cm 0.40 4mm + × 0.1mm = 4.0 mm 0 0 1 2 3 尾数陷阱 0 10 单位陷阱 = 0.40 cm 注意 1.(2024·厦门市高二期中)如图甲所示为一玻璃管，用游标卡尺测量玻璃管的内径，如图乙所示，应该用游标卡尺的　　(选填“A”“B”或“C”)进行测量，该玻璃管内径为　　　　　 m。  B 2.25×10-2 例题 用游标卡尺测量玻璃管的内径，如题图乙所示，应该用游标卡尺的B进行测量；10分度游标卡尺的精确度为0.1 mm，由题图乙可知该玻璃管内径为2.2 cm+5×0.1 mm=22.5 mm=2.25×10-2 m。 2.如图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的读数依次为　　　mm、_______mm、　　　mm。  17.3 23.35 10.38 例题 题图甲读数：整毫米数是17 mm，游标尺读数是3×0.1 mm=0.3 mm，最后读数是17 mm+0.3 mm＝17.3 mm； 题图乙读数：整毫米数是23 mm，游标尺读数是7×0.05 mm=0.35 mm，最后读数是23 mm+0.35 mm＝23.35 mm； 题图丙读数：整毫米数是10 mm，游标尺读数是19×0.02 mm=0.38 mm，最后读数是10 mm＋0.38 mm=10.38 mm。 螺旋测微器的测量原理及使用 02 认识螺旋测微器 1.结构：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，通过精密螺纹套在固定刻度B上。 微调旋钮 固定刻度 粗调旋钮 可动刻度 止动旋钮 尺架 测砧 测微螺杆 核心知识 螺旋测微器的测量原理和读数方法 2.测量原理 0 5 5 10 可动刻度 半毫米刻度0.5mm 固定刻度每个刻度1mm 50等分，对应测微螺杆前进或者后退0.5mm，每等份为0.01mm 再估读一位到0.001mm, 又叫千分尺 核心知识 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“喀喀”声音停止转动，并用止动旋钮止动，然后读数。 3.操作与读数 核心知识 (1)先读固定刻度：毫米的整数部分 (2)再读半毫米刻度 没有露出来记作0.0mm；已露出记作0.5mm (4)最终读数结果为： 对应的数值为：12.5×0.01mm=0.125mm 固定刻度+ 半刻度+ 可动刻度 2mm + 0.0mm + 12.5×0.01mm=2.125mm (3)再读可动刻度(注意估读一位)：记作n×0.01mm 核心知识 ①在使用螺旋测微器之前，首先应检查零点。 螺旋测微器的注意事项 核心知识 ②测量时，用左手拿尺架，右手转动粗调旋钮，在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用粗调旋钮，而改用微调旋钮，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。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。 旋钮 微调旋钮 核心知识 (4)在读数时，要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出 ③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数字。 0 1 2 半刻度：0.5mm 可动刻度：10.0×0.01mm 10 15 5 2mm + 0.5mm +0.100= 2.600 mm 固定刻度：2mm 核心知识 3. (2023·龙岩第一中学高二月考)螺旋测微器为精密仪器，用螺旋测微器测量合金丝的直径时，为防止螺旋测微器损伤，当测砧和测微螺杆快接触合金丝时应改为旋转图甲所示的部件　　(选填“A”“B”“C”或“D”)，将会听到“喀喀”响声，表示已经夹紧，为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前还应先旋紧如图甲所示的部件　　(选填“A”“B”“C”或“D”)。从图乙中的示数可读出合金丝的直径为　　　 mm。  D B 3.700 甲 乙 例题 当测砧和测微螺杆快接触合金丝时，应改为旋转微调旋钮，即D部件。为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前还应先旋紧止动旋钮，即B部件。螺旋测微器可以读到毫米千分位，合金丝的直径为d=3.5 mm＋0.200 mm=3.700 mm。 4.(来自教材)用螺旋测微器测一小球直径时，示数如图(a)所示，小球的直径是　　　 mm。用螺旋测微器测另一物体的长度时，示数如图(b)所示，物体的长度为　　　　　　　　　　　　　　　　 mm。  8.980 10.295(10.293、10.294、10.296均可) 小球的直径为8.5 mm+48.0×0.01 mm=8.980 mm； 物体的长度为10 mm +29.5×0.01 mm=10.295 mm。 例题 03 长度测量工具的选用 1.常用的测量长度工具 我们已学习了的测量工具有：米尺、游标卡尺、螺旋测微器。 2.选择测量工具应考虑的几个方面 (1)根据测量所需要的精度来选择测量工具。 (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。 (3)符合测量的经济性。 核心知识 5.下列测量长度的操作正确的是 A.测量误差要求不大于0.02 mm，可选用最小刻度值是1 mm的刻度尺 B.测量一本教科书的长度可用游标卡尺一次测出 C.测量细金属丝的直径可选用螺旋测微器测量 D.测量某同学身高，应尽可能选用精确度高的仪器进行测量 √ 例题 要求误差不大于0.02 mm，应选用50分度游标卡尺或螺旋测微器，A错误； 一本教科书的长度超过了游标卡尺的量程，无法一次测出，B错误； 用螺旋测微器测量金属丝的直径，精确度与量程均比较合适，C正确； 测同学身高，目的只是为了区分不同同学高度或记录其身高，从经济角度考虑，精确度不必太高，D错误。 测量工具 精确度提高 游标卡尺读数 测量值=主尺整毫米数+游标N线× 精确度 螺旋测微器读数 测量值=固定刻度示数+可动刻度值×精确度 毫米刻度尺 10分度的游标卡尺 20分度的游标卡尺 50分度的游标卡尺 螺旋测微器（千分尺） 测量工具 0.01mm 精度 1mm 0.1mm 0.05mm 0.02mm 课堂小结 本 课 结 束 Keep Thinking! $螺旋测微器的固定刻度上有一条基准线，其上侧是一个有毫米刻度的直尺，每两条刻度线之间是一毫米，下侧的刻度线与上侧相邻线的间距是0.5毫米。可动刻度上刻有50等分的刻度，可动刻度旋转一周，测微螺杆就前进或后退0.5毫米。因此可动刻度每转一个刻度，测微螺杆就前进或后退0.5毫米，除以50即0.01毫米，所以螺旋测微器的精度为0.01毫米。了解了测量的原理，现在我们来学习读数。从固定刻度的零刻度线到可动刻度的中间部分，就是物体的实际测量数值。这一部分也就是固定刻度部分的读数，取整毫米数，这是2.5毫米，剩下的这一小部分就要看可动刻度了，要先观察固定刻度的基准线，对着哪条可动刻度线，此时基准线过了可动刻度上四十六格多一点，估一下为46.2。螺旋测微器的精度为0.01毫米，将0.01毫米乘以46.2得到可动刻度为0.462毫米，将两者相加记录下，最后的读数为2.962毫米，其中2.96毫米为准确值，0.002毫米是孤独值。 螺旋测微器又名千分尺，它是有耻架、侧。针测微。螺杆、固定刻度、可动刻度旋钮。微调。旋钮、锁紧装置这几大部分组成。