高中物理必修第三册3.5科学测量：长度的测量及测量工具的选用-教案 鲁科版（2019）.doc

科学测量：长度的测量及测量工具的选用 【教学目标】 核心素养 科学探究 科学态度与责任 1．能提出并准确表述在实验中可能遇到的物理问题； 2．能设计实验方案与实验步骤，能选用游标卡尺、螺旋测微器等实验器材进行实验； 3．能记录并分析实验数据、测得相关长度； 4．能撰写完整的实验报告，在报告中能呈现设计的实验方案、实验步骤、实验表格，以及数据分析过程和实验结论，能进行反思与交流； 5．提升实验器材的选择和使用能力、测量数据的读取能力。 能认识物理测量的精度依赖于实验器材，测量是有误差的。 【教学重难点】 1．能认识物理测量的精度依赖于实验器材，测量是有误差的。 2．能撰写完整的实验报告，在报告中能呈现设计的实验方案、实验步骤、实验表格，以及数据分析过程和实验结论，能进行反思与交流； 3．提升实验器材的选择和使用能力、测量数据的读取能力。 【教学过程】 一、导入新课 日常生活中，测量长度的工具通常有米尺、卷尺等。但因为精度问题，不能用它们来直接测量细金属丝直径、薄片厚度等细小尺寸。本节将认识两种精度较高的长度测量工具一游标卡尺和螺旋测微器，并讨论如何根据实际需要选择合适的测量工具。 二、新知学习与探究 （一）游标卡尺的测量原理及使用 1．游标卡尺的测量原理 （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）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。常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的，其规格见下表： 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 0.1 mm 20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm 50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm 2．游标卡尺的读数 若用n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（n＋k×精确度）mm。 3．游标卡尺的使用及注意事项 （1）用游标卡尺测量零件时，右手拿主尺，大拇指移动游标尺，左手拿待测物体，当其与测量爪相贴时，即可锁定螺钉，读取数据。 （2）游标卡尺是比较精密的测量工具，要轻拿轻放，不得碰撞或跌落地下。 （3）用游标卡尺测量零件时，不允许过分地施加压力，所用压力应使两个测量爪刚好接触零件表面。 （4）游标卡尺没有估读数。 （二）螺旋测微器的测量原理及使用 1．螺旋测微器的测量原理 （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。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。 2．螺旋测微器的读数 （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．螺旋测微器的使用及注意事项 （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）在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出。 （三）长度测量工具的选用 长度测量工具选用的三个原则： 第一，根据测量所需要的精度来选择测量工具。例如，一个机器零件的加工尺寸要求误差不大于0.02 mm，如果用精度为1 mm的米尺来测量，显然无法达到测量要求，这时我们可选择游标卡尺进行测量。 第二，根据对被测对象估计值的大小选择量程合适的测量工具。例如，测量一本书的长度，可用米尺，而不宜用游标卡尺或螺旋测微器。 第三，符合测量的经济性。在保证测量精度的前提下，应全面考虑测量工具的成本、耐磨性、测量效率等因素，选择比较经济、测量效率较高的测量工具。 （四）实验：长度的测量 1．实验目的 （1）测量空心圆筒的外径、内径和深度及大头针中间位置附近的直径。 （2）学会使用游标卡尺和螺旋测微器，能根据实际需要选择合适的测量工具。 2．实验器材 游标卡尺、螺旋测微器、空心圆筒、大头针。 3．实验原理 （1）游标卡尺实验原理 ① 游标卡尺是将一微小量加以放大，然后进行读数。 ② 常用的游标卡尺可以精确到0.1 mm，有的可以精确到0.05