学习目标


学法指导
长度的测量是日常生活中很普遍的测量形式之一．随着对测量结果精确度的要求不同，测量的工具也相应不同．游标卡尺使用方便，精确度也比较高，在实验室长度测量中发挥着重要的作用．掌握游标卡尺的使用是对长度测量的基本要求．
本实验重点是理解游标卡尺的测量原理、使用操作方法及读数，难点是对原理的理解与读数．在实验测量中要能确定不同分度的游标卡尺的精确度，在熟悉十分度游标卡尺读数原理的基础上，将十分度游标卡尺的读数方法迁移到二十分度、五十分度游标卡尺的读数中．
游标卡尺的使用和读数是历年高考的热点之一．考查点一般是对游标卡尺的读数，形式千变万化，但本质还是对游标卡尺读数原理的理解和读数技巧．所以本实验中不但要熟悉游标卡尺的使用技巧，还要搞清读数原理，以不变应万变．

细品教材
一、实验目的
练习正确使用刻度尺测量长度；练习使用游标卡尺；掌握各种游标卡尺的精确度；学会用游标卡尺测量及读数．
二、实验器材
刻度尺、游标卡尺、金属管、小量筒等．
三、实验原理
1．游标卡尺的构造

如图所示，主要由一条主尺(上面垂直固定着左测量爪，最小分度是1 mm)和游标尺(可沿主尺滑动，上面固定着右测量爪和深度尺)两部分构成．一对内测量爪可以测槽宽和管直径；一对外测量爪可以测零件的厚度和外径，深度尺可以测槽和筒的深度．一般游标卡尺最多可以测量十几厘米的长度．
2．游标卡尺的精确度
一般游标卡尺的精确度与其构造有关，常见的游标卡尺主尺上的最小分度都是1 mm，按游标尺刻度不同可以分为三种．
(1)十分度
若游标尺10个等分刻度，它们的总长为9 mm，则游标尺上的每一等份比主尺上的一等份少0.1 mm，即这种游标卡尺测量时能精确到0.1 mm.
(2)二十分度
若游标尺20个等分刻度，它们的总长为19 mm，则游标尺上的每一等份比主尺上的一等份少0.05 mm，即这种游标卡尺测量时能精确到0.05 mm.
(3)五十分度
若游标尺50个等分刻度，它们的总长为49 mm，则游标尺上的每一等份比主尺上的一等份少0.02 mm，即这种游标卡尺测量时能精确到0.02 mm.
3．游标卡尺操作要领
先松动固定游标尺的制动螺丝，左手拿物体，用右手大拇指控制游标尺上的推把，使游标尺沿主尺滑动．将物体放在测量爪的中间部位，轻推游标尺，当测量爪接近被测物体时，更要注意力度，不要用力加压，以免物体变形．读数时先将游标尺固定，取下被测物体再读数．
误区警示：
测量爪是精密研磨而成的，光洁度很高，不允许用测量爪夹持粗糙物体，不允许被夹紧的物体在测量爪间挪动，以免损坏测量爪．
4．游标卡尺读数规则
游标卡尺的读数由主尺读数和游标尺读数两部分组成．整的毫米数由主尺读出，以游标尺的零刻度线为准，看游标尺的零刻度线所对应的主尺的位置，不足毫米的小数部分由游标尺读出，看游标尺上的第几条刻线与主尺上的某一刻线重合，就读作几，然后用几再乘以游标卡尺的精确度，即为不足毫米的小数部分，最后两部分读数相加，即为测量结果．用表达式表示为：测量值＝主尺上的整毫米读数＋游标示数×精确度，单位是mm.
正常读数时，其读数误差由游标分度值决定，一般不超过游标分度值的一半．对估读数位的确定比较复杂，中学生使用游标卡尺，不要求估读，只要把主尺与游标尺对齐刻线的对应数值记下即可(有效数字的末位与游标的精确度一致)．
四、实验步骤
1．直尺的使用
使用刻度尺测长度时，应将刻度尺紧贴被测物体，使视线与尺面垂直读数，最小分度是1 mm的刻度尺必须估读到毫米的十分位．若刻度尺零刻度线因被磨损而模糊不清，则测试起点不要选在零刻度线，此时被测物实际长度等于物体两端所对应的刻度尺上的两个刻度值之差．
最小分度是1 cm的刻度尺，用它测量长度可以准确到厘米，还要估读到厘米的下一位(毫米)．
如测某一物体长度，测量时是21 cm多一点，好像是多0.3 cm，应读出21.3 cm，最后一位是不可靠数字，但是却是有效数字．如果正好是21 cm，应读出21.0 cm，最小分度是毫米的，读数时毫米以下要估读一位．
要点提示
不论刻度尺的精度是多少，我们最后总要估读到下一位．
2．游标卡尺的使用
(1)用游标卡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.
(2)用游标卡尺测量金属管的外径和内径．测量时先在管的一端测量相互垂直的两个方向上的外径和内径，再在管的另一端测量相互垂直的两个方向上的外径和内径，得到外径和内径的四组测量值．
(3)用游标卡尺测量小量筒的深度，每次测量后，让小量筒绕轴转过约90°再测量下一次，共测量四次．
五、注意事项
1．分清游标卡尺的精确度；
2．读数时应使视线与尺垂直，避免产生视差；
3．读数时可应用下列公式方法进行：
测量值＝主尺读数＋游标尺与主尺刻度线对齐的格数×精确度，单位是“mm”，精确度等于主尺最小分度的长度除以游标尺刻度的格数；
4．在“主尺读数”时一定要读游标零刻度线左边最近的主尺刻度线的值；
5．游标卡尺的读数不作有效数字要求．
六、数据处理
1．把各组测量结果算平均值，用这种方法可以减小测量误差．
2．使用游标卡尺时，无论题目中所要求的单位是什么；在读数时“主尺读数”一定要用“mm”作单位，最后的结果再换算成题目要求的单位．
3．游标卡尺读数时不需要估读，但一定要读到有效位，例如精确度是0.1 mm的游标卡尺，最终读数一定要读到mm的十分位；精确度为0.02 mm的游标卡尺，最终读数一定读到mm的百分位，且最末一位数是偶数．
七、误差分析
1．当游标卡尺的测量爪合在一起时，游标尺的零刻线与主尺的零刻线重合时，游标卡尺不存在零误差，可以直接进行测量；当游标卡尺的测量爪合在一起时，游标尺的零刻线与主尺的零刻线不重合时，游标卡尺存在零误差，测量、读数的方法依旧，但最后的数据在处理时要考虑零误差的影响．
2．当游标卡尺的测量爪合在一起时，游标尺的零刻线在主尺零刻线的右侧，则用读数的方法读出零误差，用最终的读数减去零误差．
3．当游标卡尺的测量爪合在一起时，游标尺的零刻线在主尺零刻线的左侧，则用读数的方法读出此时的零误差，最后的数据等于最终的读数减去零误差加1.