第3章 第5节 科学测量：长度的测量及测量工具的选用（配套课件PPT）-【步步高】2025-2026学年高二物理必修第三册学习笔记（鲁科版）

该高中物理课件聚焦长度测量核心内容，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，通过构造解析、原理表格、读数公式等学习支架，帮助学生从基础测量工具过渡到精密仪器，构建完整知识脉络。 其亮点在于结合典型例题（如玻璃管内径、合金丝直径测量），通过科学推理和模型建构强化读数逻辑，注重科学态度培养（如仪器规范使用）。学生能提升操作与数据处理能力，教师可直接利用例题解析优化教学效率。

第 3 章 科学测量：长度的测量及测量工具的选用 第5节 1.了解游标卡尺和螺旋测微器的测量原理。 2.掌握游标卡尺和螺旋测微器的使用方法和读数规则。 3.提升测量工具的选择和使用能力、测量数据的读取能力。 学习目标 内容索引 课时对点练 一、游标卡尺的测量原理及使用 三、长度测量工具的选用 二、螺旋测微器的测量原理及使用 < 一 > 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)、游标卡尺上还有一个深度尺。(如图所示) 2.原理：利用主尺的单位刻度(1 mm)与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值来提高测量精度。 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。常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的，其规格见表： 刻度格数 (分度) 刻度总长度 1 mm与每小格的差值 精确度 (可精确到) 10 9 mm 0.1 mm mm 20 19 mm 0.05 mm mm 50 49 mm 0.02 mm mm 0.1 0.05 0.02 3.用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。 4.读数：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，则记录结果表示为l＝(n＋km)。 5.注意事项：(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。 　(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。  例1 B 2.25×10－2 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B进行测量；10分度游标卡尺的精确度为0.1 mm，由题图可知该玻璃管内径为2.2 cm＋5×0.1 mm＝22.5 mm＝2.25×10－2 m。 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。  例2 17.3 23.35 10.38 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。 返回 < 二 > 螺旋测微器的测量原理及使用 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 螺旋测微器的固定刻度的螺距是 mm，圆周上可动刻度一周为50格，当测微螺杆每转一周时，前进(或后退)一个螺距0.5 mm。若每转过1格，前进(或后退) mm，因此螺旋测微器的精确度为 mm。 0.5 0.01 0.01 3.操作与读数 (1)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。读数时，在__________上读出大于0.5 mm的部分，在 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。由于还能再估读一位，可读到毫米的千分位。因此螺旋测微器又叫千分尺。 可动刻度 固定刻度 (2)螺旋测微器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 ；若半毫米刻度线未露出，则记作 。最后再读可动刻度(注意估读)，记作 ，最终读数结果l＝(n＋k×0.01) mm。其中，l为物体的长度，n表示固定刻度指示的刻度数(注意半毫米刻度线)，k为与固定刻度中间线所对齐的可动刻度数。  0.5 mm 0.0 mm k×0.01 mm 注意：①在使用螺旋测微器之前，首先应检查零点。 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。 ③读数时精确到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。 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。 (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”)，你将会听到“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。  例3 D B 3.700 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。 　 (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。  例4 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。 返回 < 三 > 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。 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5 √ 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。 返回 <四> 课时对点练 题号 1 2 3 4 答案 A　11.25 2.23　2.99 (1)10.195(10.194、10.196均可)　(2)4.593(4.592、4.594均可)　(3)2.795(2.794、2.796均可) ①　② 题号 5 6 7 8 答案 5.235　2.150 A　11.28　小于 D　H　G　6.700 (1)47.7　5.385　(2)2.158(2.156、2.157、2.159均可)　0.004 1 (0.004 0、0.004 2均可) 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 题号 9 10 答案 5.02　5.315(5.314、5.316均可) (1)3.030　(2)0.548 5(0.548 3~ 0.548 7均可) 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1.(2024·三明第一中学高二月考)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　　　　　(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。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 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 mm＋0.25 mm＝11.25 mm。 2.某同学用游标卡尺分别测量金属圆管的内、外壁直径，游标卡尺的示数分别如图甲和乙所示。由图可读出，圆管内壁的直径为　　　　 cm，圆管外壁的直径为　　　 cm；由此可计算出金属圆管横截面的面积。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 2.23 2.99 题图甲中游标卡尺的主尺读数为22 mm，游标尺读数为3×0.1 mm＝0.3 mm，所以最终读数为22 mm＋0.3 mm＝22.3 mm＝2.23 cm。题图乙中游标卡尺的主尺读数为29 mm，游标尺读数为9×0.1 mm＝0.9 mm，所以最终读数为29 mm＋0.9 mm＝29.9 mm＝2.99 cm。 3.(1)读数为　　　 　　mm  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 10.195(10.194、10.196均可) 读数为 10 mm＋0.01×19.5 mm＝10.195 mm。 (2)读数为　　　 　mm  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 4.593(4.592、4.594均可) 读数为 4.5 mm＋0.01×9.3 mm＝4.593 mm。 (3)读数为　　　 　mm  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 2.795(2.794、2.796均可) 读数为 2.5 mm＋0.01×29.5 mm＝2.795 mm。 4.用不同的工具测量某物体的长度时，有下列不同的结果： ①2.4 cm　②2.37 cm　③2.372 cm　④2.372 1 cm 其中，用最小分度值为厘米的刻度尺测量的结果是　　　，用十分度的游标卡尺测量的结果是　　　。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 ① ② 5.(2024·厦门市高二期中)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，测量结果分别如图甲、乙所示。该工件的直径为　　　　cm，高度为　　　　　mm。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以工件的直径为 52 mm＋7×0.05 mm＝52.35 mm＝5.235cm 螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和， 所以高度为2 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。 5.235 2.150 6.(2024·镇江市高二开学考试)某同学用50分度游标卡尺测小球的直径，读数前应锁定图甲中的部件　　　　(选填“A”“B”或“C”)，游标卡尺读数部分放大图如图乙所示，读数为　　　　 mm。将小球放入游标卡尺的凹槽内，具体操作如图丙所示，该操作会导致小球直径的测量值　　　　真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A 11.28 小于 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 为防止读数时游标尺发生移动，读数前应先旋紧紧固螺钉A；游标卡尺的读数为11 mm＋14×0.02 mm＝11.28 mm；小球放入游标卡尺的凹槽内，测量的并不是小球的直径，测量结果小于真实值。 7.某同学用如图甲所示的螺旋测微器测小球的直径时，他应先转动_____　　　　使F靠近小球，再转动　　　　使F夹住小球，直到听到棘轮发出声音为止，拨动　　　　使F固定后读数(均填仪器部件字母符号)。正确操作后，螺旋测微器的示数如图乙所示，则小球的直径是　　　　 mm。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D H G 6.700 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 用螺旋测微器测小球直径时，先转动粗调旋钮D使测微螺杆F靠近被测小球，再转动微调旋钮H使测微螺杆F夹住小球，直到棘轮发出声音为止，拨动止动旋钮G使F固定后读数，读数为6.5 mm＋20.0×0.01 mm＝6.700 mm。 8.(1)如图所示的两把游标卡尺，它们的游标尺从左至右分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分，它们的读数依次为　　　 mm，　　　　 cm；  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 47.7 5.385 10分度的游标卡尺精确度为0.1 mm，20分度的游标卡尺精确度为0.05 mm，其读数等于主尺读数与游标尺读数之和，所以读数依次为 x1＝47 mm＋7×0.1 mm＝47.7 mm x2＝53 mm＋17×0.05 mm＝53.85 mm＝5.385 cm (2)使用螺旋测微器测量两金属丝的直径，示数如图所示，图(a)、(b)金属丝的直径分别为　 　 mm，_________ 　　　 　 cm。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 2.158(2.156、2.157、2.159均可) 0.004 1 (0.004 0、0.004 2均可) d1＝2 mm＋15.8×0.01 mm＝2.158 mm d2＝0＋4.1×0.01 mm＝0.041 mm＝0.004 1 cm。 9.(2024·福州屏东中学高二期中)某同学分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图(a)和图(b)所示，则圆柱体的长度为　　　　cm，直径为　 　　 　mm。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 5.02 5.315(5.314、5.316均可) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 游标卡尺的读数为主尺刻度与游标尺刻度之和，故题图(a)中所测圆柱体的长度为50 mm＋2×0.1 mm＝50.2 mm＝5.02cm。 螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，故题图(b)中所测直径为5 mm＋31.5×0.01 mm＝5.315 mm。 10.(1)新式游标卡尺的刻度线看起来很“稀疏”，使读数显得清晰明了，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分度和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。如图甲就是一个“39 mm 等分成20份”的新式游标卡尺。用它测量某物体的厚度，示数如图甲所示，正确的读数是　　　　 cm。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 3.030 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 游标卡尺是利用差值读数原理设计的，20分度游标卡尺，游标尺的总长度为39 mm，每小格为1.95 mm，比主尺最小刻度的2倍小0.05 mm，故精确度为0.05 mm；游标卡尺读数＝主尺读数＋游标尺读数＝30 mm＋0.05 mm×6＝30.30 mm＝3.030 cm。 (2)如图乙所示的螺旋测微器，正确的读数是________________________ 　　　　 cm。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 0.548 5(0.548 3~0.548 7 均可) 螺旋测微器固定刻度的示数为5 mm，可动刻度的示数为48.5×0.01 mm＝0.485 mm， 故螺旋测微器的示数为5 mm＋0.485 mm＝5.485 mm＝0.548 5 cm。 返回 本课结束 第 3 章 $