实验十三 长度的测量及测量工具的选用\n必备知识·自主排查关键能力·分层突破\n必备知识·自主排查\n一、实验目的1．正确使用刻度尺、游标卡尺和螺旋测微器．2．掌握误差和有效数字的概念，能够对各种长度测量仪器进行准确读数．二、实验原理1．刻度尺(1)仪器构造．在木板、塑料或金属上每隔1mm等间隔地刻一条线，如图所示．\n(2)设计原理．常用的刻度尺的最小分度一般为1mm，使用时估读到毫米的下一位．(3)刻度尺的使用．①刻度尺应与被测物体靠近且平行．②读数时要估读到刻度尺最小刻度的下一位．\n2．游标卡尺：(1)构造：如图所示，由主尺、游标尺、内测量爪、外测量爪、深度尺、紧固螺钉等组成．(2)用途．内测量爪：用来测量槽的宽度和管的内径；外测量爪：用来测量零件的厚度和管的外径；深度尺：固定在游标尺上，用来测量槽、孔和筒的深度；紧固螺钉：读数时，为了防止游标尺移动，旋紧它可使游标尺固定在主尺上．\n(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少1mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其读数见下表：(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度线对齐的游标的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度)mm.游标尺精度(mm)测量结果(游标尺上第n条刻线与主尺上的某刻线对齐时)(mm)刻度格数刻度总长度(mm)每小格与1毫米差(mm)1090.10.1主尺上读的毫米数＋0.1n20190.050.05主尺上读的毫米数＋0.05n50490.020.02主尺上读的毫米数＋0.02n\n3．螺旋测微器的使用(1)构造：如图1所示\n(2)原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01mm，即螺旋测微器的精确度为0.01mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺．(3)读数：测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)．如图2所示，固定刻度示数为2.0mm，半毫米刻度线未露出，而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.\n关键能力·分层突破\n考点一 刻度尺的使用及读数刻度尺的使用方法(1)使用前要观察刻度尺的零刻度线、量程及最小刻度值，根据待测物的大小和所需达到的测量准确度，选择合适的刻度尺．(2)测量物体的长度时，刻度尺要放正，尺面沿着所测物体的长度放置，刻度线紧贴被测物体．(3)通常测量时，将刻度尺的零刻度线与被测长度的起始端对齐；使用零刻度线已被磨损的刻度尺时，则可以让某一整数刻度线与被测长度的起始端对齐．(4)观察示数时，视线应与刻度尺垂直，并与刻度线正对．(5)读数时，应估读到最小刻度的下一位．\n【跟进训练】1.现用最小分度为1mm的米尺测量金属丝长度，如图所示，图中箭头所指位置是拉直的金属丝两端在米尺上相对应的位置，测得的金属丝长度为________mm.在测量金属丝直径时，如果受条件限制，身边只有米尺1把和圆柱形铅笔1支．如何较准确地测量金属丝的直径？请简述测量方法．972.0答案：金属丝直径测量方法见解析\n解析：观察本题图示，注意金属丝的起点不在“0”处，所以测得金属丝的长度为982.0mm－10.0mm＝972.0mm.由于一根金属丝的直径太小，用毫米刻度尺不易测量，故采用放大法测量：在铅笔上紧密排绕N匝金属丝，用毫米刻度尺测出该N匝金属丝的宽度D.由此可以算出金属丝的平均直径为.\n2．某物体的长度在12cm到13cm之间，若用最小分度为1mm的刻度尺来测量，记录的结果的有效数字位数是()A．4位B．3位C．2位D．1位答案：A解析：用刻度尺测量长度要估读到分度值的下一位，因该物体长度在12cm到13cm之间，刻度尺的最小分度为1mm，故记录的结果的有效数字为4位，选项A正确．\n考点二 游标卡尺的使用及读数游标卡尺的使用方法：(1)用软布将测量爪擦干净，使其并拢，选用游标尺和主尺上的零刻度线对齐的游标卡尺．(2)测量时，右手拿住尺身，大拇指移动游标尺，左手拿待测外径(或内径)的物体，使待测物位于外测量爪(或内测量爪)之间，当与测量爪紧紧相贴时，即可读数．\n(3)读数方法：游标卡尺的读数要“三看”①第一看→精确度．例如(如图所示)：易错读成11mm＋4.0×0.1mm＝11.40mm正确读数为11.4mm，游标卡尺不需估读，后面不能随意加零，也不能随意去零．\n②第二看→游标尺上的0刻度线位置，区分零刻度与游标尺最前端．例如(如图所示)：易错读成11mm＋10×0.05mm＝11.50mm正确读数为14mm＋10×0.05mm＝14.50mm.③第三看→游标尺的哪条刻度线与主尺上的刻度线对齐．\n例1下面各图均是用游标卡尺测量时的示意图，图甲中游标卡尺为50分度的游标卡尺，图乙中游标卡尺为20分度的，图丙中游标卡尺为10分度的，它们的读数分别为：________；________；________．42.10mm63.30mm29.8mm\n解析：在图甲中，主尺读数为42mm，游标尺上第5条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由于游标尺是50分度的，所以读数为42mm＋5×0.02mm＝42.10mm；在图乙中，主尺读数为63mm，游标尺上第6条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由于游标尺是20分度的，所以读数为63mm＋6×0.05mm＝63.30mm；在图丙中，主尺读数为29mm，游标尺上第8条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由于游标尺是10分度的，所以读数为29mm＋8×0.1mm＝29.8mm.\n【跟进训练】3.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.60.104.20解析：刻度尺的分度值为1mm，要估读到0.1mm.游标卡尺读数为4mm＋10×0.02mm＝4.20mm.\n4．(1)测量玻璃管内径时，应该用如图甲中游标卡尺的A、B、C三部分的________部分来进行测量(填代号)；(2)如图乙中所示，玻璃管的内径d＝______mm.A5.25解析：(1)测玻璃管的内径应用内测量爪A；(2)图乙为20分度的游标卡尺，精确度为0.05mm，读数为d＝5mm＋0.05mm×5＝5.25mm.\n考点三 螺旋测微器的使用及读数螺旋测微器的使用方法：(1)标准零位：测量前使测微螺杆和测砧并拢，可动刻度的零点若恰好与固定刻度的零点重合，旋出测微螺杆，否则应加以修正．(2)测量：转动旋钮，将测微螺杆旋出，把被测物体放入测砧与测微螺杆之间的夹缝中，转动旋钮，当测微螺杆将要接触物体时，再轻轻转动微调旋钮，当听到“喀喀”的声音时(表面待测物刚好被夹住)，然后转动锁紧手柄．(3)读数：测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)．\n例2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________到F靠近小球，再转动________到F夹住小球，直至听到棘轮发出声音为止，拨动______(填仪器部件字母符号)使F固定后读数．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.DHG6.700解析：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6.5mm＋20.0×0.01mm＝6.700mm.\n【跟进训练】5.某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度．该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示，测量金属板厚度时的示数如图(b)所示，图(a)所示读数为______mm，图(b)所示读数为______mm，所测金属板的厚度为______mm.0.0106.8706.860解析：题图(a)所示读数为0mm＋0.01mm×1.0＝0.010mm；题图(b)所示读数为6.5mm＋0.01mm×37.0＝6.870mm；故所测金属板的厚度为6.870mm－0.010mm＝6.860mm.\n6．如图测量一小段金属丝的直径和长度，得到如下情形，则这段金属丝直径是________mm，长度是________cm.0.7004.245解析：螺旋测微器固定刻度读数为0.5mm，可动刻度读数为0.01×20.0mm＝0.200mm，所以最终读数为0.700mm.游标卡尺的主尺读数为42mm，游标尺读数为0.05×9mm＝0.45mm，所以最终读数为42.45mm＝4.245cm.\n7．(1)某同学用游标卡尺的________(选填“内测量爪”“外测量爪”或“深度尺”)测得一玻璃杯的内高，如图甲所示，则其内高为________cm.(2)该同学随后又用螺旋测微器测得玻璃杯的玻璃厚度如图乙所示，则厚度为________mm.(3)该同学用螺旋测微器测得一小球直径如图丙所示，正确读数后得小球直径为1.731mm，则a＝________，b＝________．深度尺10.032.760200\n解析：(1)因需测量的是玻璃杯的内高即深度，所以要用游标卡尺的深度尺测量，根据图甲可知，游标卡尺主尺上的整毫米数为100mm，游标尺的精确度为0.1mm，且第3条刻度线(不计0刻度线)与主尺上的刻度线对齐，则玻璃杯的内高为100mm＋0.1mm×3＝100.3mm＝10.03cm.(2)螺旋测微器的读数规则：测量值＝固定刻度读数(注意半毫米刻度线是否露出)＋精确度(0.01mm)×可动刻度读数(一定要估读)，由图乙可知玻璃厚度为2.5mm＋0.01mm×26.0＝2.760mm.(3)因1.731mm＝1.5mm＋0.01mm×23.1，由螺旋测微器读数规则知a＝20，b＝0.
