实验十 长度的测量及其测量工具的选用
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、测量工具的原理及使用 1．刻度尺的构造、原理及使用 (1)仪器构造。
在木板、塑料或金属上每隔1 mm等间隔地刻一条线，如图所示。
(2)设计原理。
常用的刻度尺的最小分度一般为1 mm，使用时估读到毫米的下一位。 (3)刻度尺的使用
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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。 2．螺旋测微器(千分尺)的构造、原理及读数 (1)构造：如图所示，B为固定刻度，E为可动刻度。
(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0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，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0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。
(3)读数
①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出。 ②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)。
③如图所示，固定刻度示数为2.0 mm，半毫米刻度线未露，而可动刻度上的示数为15.0，最后的读数为2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。
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3．游标卡尺的构造、原理及读数
(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少1 mm。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：
刻度格数 刻度总 (分度) 10 20 50
每小格与 精确度 长度 9 mm 19 mm 49 mm 1 mm的差值 (可准确到) 0.1 mm 0.05 mm 0.02 mm 0.1 mm 0.05 mm 0.02 mm 3
(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，则记录结果表达为(x＋K×精确度) mm。
刻度尺的使用
1．如图甲所示的物体A的长度是 cm＝ m，如图乙所示的物体B的长度是 mm＝ m。
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甲 乙
[解析] LA＝(14.0－10.0)cm＝4.0 cm＝4.0×10 m，
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LB＝(14.40－11.00)cm＝3.40 cm＝34.0 mm＝3.40×10－2 m。
[答案] 4.0 4.0×10 34.0 3.40×10
2．现用最小分度为1 mm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。
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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。
[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982.0 mm－10.0 mm＝972.0 mm。由于一根金属丝的直径太小，用mm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。
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2021届高考物理一轮复习第8章恒定电流实验10长度的测量及其测量工具的选用教案（含解析）
