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1、实验一长度的测量考纲解读 1.会使用游标卡尺和螺旋测微器进行长度的测量并能读数.2.知道有效数字位数的确定方法.3.了解误差的分类一、用游标卡尺测量长度(一)游标卡尺1游标卡尺的构造(1)主尺(附有左边上爪和下爪)；(2)游标尺(附有右边上爪和下爪以及深度尺)；(3)深度尺；(4)紧固螺钉如图1所示图12游标卡尺各部分的功能(1)外测量爪：可测量零件的厚度和管的外径；(2)内测量爪：可测量槽的宽度和管的内径；(3)深度尺：可测量槽和筒的深度3游标卡尺的工作原理常用游标卡尺的主尺的最小分度为1 mm，游标卡尺有10、20、50不同分度规格，但其工作原理相同如10分度的游标卡尺，测量可精确到0.1
2、 mm，游标尺的刻度部分总长度为9 mm，分成10等份，每份长度0.9 mm，因此，每份与主尺上的最小分度差0.1 mm.当游标尺与主尺的零线对齐时，除游标尺的末线与主尺的9 mm刻线重合外，其余线均不重合，测量物体时，两尺零线间的距离即为被测物的长度游标卡尺的读数由主尺(最小分度为1 mm)和游标尺两部分组成游标卡尺的读数方法是：以游标尺零刻度线为准在主尺上读出整毫米数，再看游标尺上哪条刻度线(例如k)与主尺上某刻度线对齐，k精度即为毫米以下的小数，两部分相加即为其读数(见下表)游标尺精度(mm)测量长度LNk(mm)(游标尺上第k格与主尺上的刻线对齐时)(mm)总刻度格数n刻度总长度(mm
3、)每小格与主尺1格(1 mm)相差(mm)1090.10.1N(主尺上读的毫米数)0.1k20190.050.05N(主尺上读的毫米数)0.05k50490.020.02N(主尺上读的毫米数)0.02k二、用螺旋测微器测量长度(一)螺旋测微器主要构造的名称：测砧、测微螺杆、固定刻度、可动刻度、旋钮、微调旋钮、尺架如图2所示图2(二)螺旋测微器的工作原理：固定刻度上的最小刻度为0.5 mm(在中线的上侧)；可动刻度每旋转一圈前进(或后退)0.5 mm.在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线，所以相邻两条刻线间表示0.01 mm，即精度为0.01 mm.(三)螺旋测微器的读数1读数时，从固定刻度上读
4、取整、半毫米数要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已露出，如果已经露出，则从固定刻度上读出整毫米数0.5 mm.2然后从可动刻度上读取剩余部分由于可动刻度是10分度，所以在最小刻度后必须再估读一位因为要估读一位，所以以毫米为单位时读数的小数点后应有3位，其中最后1位是估读值3再把上述两部分读数相加，即为测量值(四)使用时注意事项在使用时，快要接触被测物体时，要停止使用旋钮，改用微调旋钮，这样就不至于在、和被测物体间产生过大的压力，可以保护仪器又能保证测量结果的准确三、有效数字1有效数字带有一位不可靠数字的近似数叫做有效数字，有效数字的最后一位是测量者估读出来的，因此这一数字是不可靠的2有效数
5、字位数的确定方法从左往右数，从第一个不为零的数字起，数到右边最末一位估读数字为止，共有几个数字，有效数字的位数就是几说明：作为有效数字的“0”，无论是在数字中间，还是在数字的末尾，均不能随意省略，例如：0.700 mm是三位有效数字，测量工具的精度是0.01 mm，最后一个“0”是估读的四、误差1定义：测量值与真实值之间的差异称为误差误差存在于一切测量之中，而且贯穿测量过程的始终实验中，误差是不可避免的，但可以减小2分类(1)系统误差：在一定条件下(指使用的仪器、方法、测量时的环境和测量者均一定)，对同一物理量进行多次重复测量，各次测量的结果相对真实值的偏差总是具有相同的倾向性(即误差的符号和
6、绝对值按某一确定的规律变化)，即总是偏大或总是偏小，这种误差叫系统误差系统误差有以下几方面：仪器本身误差；理论方法误差；个人感官运动器官反应、习惯误差减小系统误差的方法：提高实验仪器的测量精度、完善实验原理、改进实验方法、控制实验条件、提高实验技能等(2)偶然误差：各种不可避免的偶然因素对实验者或实验仪器产生的影响，使测量结果对真实值的偏差有时偏大，有时偏小，在一定数值范围内无规则地涨落，但在多次测量中，偏大、偏小的机会相等，这种误差叫偶然误差减小偶然误差的方法：多次测量取平均值.基本实验要求1实验目的：练习正确使用刻度尺和游标卡尺测量长度，测量一段金属管的长度、内径和外径；测量一个小量筒的深
7、度2实验器材：刻度尺、游标卡尺、金属管、小量筒3实验步骤(1)用刻度尺测量金属管的长度每次测量后让金属管绕轴转过约45，再测量下一次，共测量四次把测量的数据填入表格中，求出平均值(2)用游标卡尺测量金属管的内径和外径测量时先在管的一端测量两个方向互相垂直的内径(或外径)，再在管的另一端测量两个方向互相垂直的内径(或外径)，把测量的数据填入表格中，分别求出内径和外径的平均值(3)用游标卡尺测量小量筒的深度，共测量四次，把测量的数据填入表格中，求出平均值.金属管小量筒长度l/mm内径d/mm外径D/mm深度h/mm1234平均值规律方法总结使用游标卡尺的注意事项1要以适当的压力接触被测物，不可太紧
8、，不允许被测物夹在测脚间滑动，以防损伤平直度和平行度很高的测量爪刀口2读数时视线应垂直尺面，以减小误差3游标卡尺要轻拿轻放，用毕放回木盒中保存，防止尺身或测脚碰伤或变形注意游标卡尺不估读，因为刻度线对齐，本身已经包含了一定的估读成分考点一对长度测量的考查例1某同学对一本书的长度进行了四次测量，其结果是：20.2 cm,20.18 cm,20.21 cm,20.22 cm.下列说法中，正确的是()A该同学使用的刻度尺最小刻度是厘米B20.2 cm的读数不符合要求C书的长度应记为20.2025 cmD书的长度应记为20.20 cm解析20.2 cm与其他三个数相比，有效数字位数少了一位，少了估读值
9、，其他三个数末尾的8、1、2是估读的，因此，毫米位是准确的，则A错，B正确C中有效数字位数错误，则C错，D正确答案BD考点二对用游标卡尺测量长度的考查例2用游标为50分度的卡尺(测量值可准确到0.02 mm)测定某圆筒的内径时，卡尺上的示数如图3所示，可读出圆筒的内径为_ mm. 图3解析主尺读数为52 mm，游标每一分度是0.02 mm，其上第6条刻度线与主尺上毫米刻度线对齐，故卡尺读数是(5260.02) mm52.12 mm.答案52.12考点三对用螺旋测微器测量长度的考查例3在测定金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图4所示可知金属丝的直径d_103 m.解析整数刻度0，半刻度露出，可动
10、刻度上的格数为40.0，则读数为：0 mm0.5 mm40.00.01 mm0.900 mm0.900103 m.答案0.900图4例4对于10分度的游标卡尺而言，一般是游标尺上的10小格与主尺上的9 mm对应，达到放大0.1 mm的目的某同学根据游标卡尺的放大原理，设计了一种10分度的游标卡尺，其结构如图5所示，其主尺上的最小刻度仍然是毫米，且所标示数以毫米为单位，游标尺上的格数仍然是10格，不过，游标尺上的 图510小格与主尺上的19 mm对应请问，该同学设计的这种游标卡尺的功能是否与10分度的相同？如果相同，它的优点有哪些？解析由于该游标卡尺游标上的每小格与主尺上的2 mm相差0.1 m
11、m，因此，当游标尺每向右移动0.1 mm时，必有一游标尺上的刻度线与主尺上的某一刻度线对齐，只要找到游标尺上的第几条刻度线与主尺上的刻度线对齐，便知游标尺移动的距离，因此，它的功能与通常介绍的10分度的游标卡尺相同不过，由于该同学设计的游标卡尺上的游标刻度较大，读数时更易区分游标尺上的刻度线与主尺上的刻度线对齐与否，减小了出错的可能；同时，该游标卡尺主尺上的标度为毫米，则所读游标尺的结果可与主尺上的示数直接相加，无需在厘米与毫米之间进行转换，这同样可减小因转换单位产生的错误因此，该同学设计的游标卡尺在使用上更简单、快捷，且不易出错答案见解析1关于实验误差，下列说法中正确的是()A实验误差是实验
12、中产生的错误，是由于测量不仔细或测量工具不精密产生的B实验误差是不可避免的，但可以通过采用精密仪器或改进实验原理和方法来减小误差C多次测量取平均值，可以减小系统误差D采用图象法处理实验数据可以减小偶然误差答案BD2某同学用毫米刻度尺测某一物体的长度，如图6所示，下述记录结果正确的是()A3 cmB30 mm图6C3.00 cm D0.03 m答案C3现用最小分度为1 mm的米尺测量金属丝的长度，图7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把和圆柱形钢笔1支如何较准确地测量金属丝的直径？请简述测量方法图7
13、答案972.0测量方法见解析解析本题主要考查：(1)毫米刻度尺的读数(2)放大法测量物体的长度，本题是一道考查考生基本素质的基础题目观察题图，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 mm10.0 mm972.0 mm.由于一根金属丝的直径太小，用1 mm的米尺不易测量，故采用放大法测量：在钢笔上紧密排绕N匝金属丝，用米尺测出该N匝金属丝的宽度D，由此可以算出金属丝的平均直径为：D/N.4某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，读出图8中的示数，该金属圆片的直径的测量值为_ cm，厚度的测量值为_ mm.图8解析20分度游标卡尺的精确度为0.05
14、mm，故金属圆片的直径为1.2 cm80.005 cm1.240 cm.螺旋测微器的精确度为0.01 mm，故厚度测量值为1.5 mm18.30.01 mm1.683 mm.答案1.2401.6835在一些实验中需要较准确地测量物体转过的角度，为此人们在这样的仪器上设计了一个可转动的圆盘，在圆盘的边缘标有刻度(称为主尺)，圆盘外侧有一个圆弧状的游标尺，如图9所示(图中画出了图9圆盘的一部分和游标尺)圆盘上刻有对应的圆心角，游标尺上把与主尺上9对应的圆心角等分为10格试根据图9所示的情况读出此时游标尺上的0刻度线与圆盘的0刻度线之间所夹的角度为_答案19.76在“用单摆测定重力加速度”实验中，两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图10甲、乙所示测量方法正确的是_(选填“甲”或“乙”)图10答案乙
