基于核心素養(yǎng)的游標(biāo)卡尺讀數(shù)新方法
——以“差值法”教學(xué)為例

馬 瑞 李 敏

(1.烏魯木齊八一中學(xué) 2.烏魯木齊市第八十中學(xué))

使用游標(biāo)卡尺測(cè)量待測(cè)物體的長(zhǎng)度是高中物理新教材的教學(xué)重點(diǎn),也是高考考查的熱點(diǎn).常規(guī)考題中的游標(biāo)卡尺的示意圖通常會(huì)給出主尺和游標(biāo)尺的全部讀數(shù),根據(jù)教材介紹的方法容易求得待測(cè)物體的長(zhǎng)度.隨著考試逐步轉(zhuǎn)向能力考查,一些較靈活的讀數(shù)題也開始出現(xiàn),如非常規(guī)考題中的游標(biāo)卡尺的示意圖只給出一部分讀數(shù)(沒有展示出主尺的讀數(shù))或者給出新型游標(biāo)卡尺,給教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)都帶來了新的挑戰(zhàn).下面我們從游標(biāo)卡尺的原理出發(fā),確定主尺和游標(biāo)尺的分度值,采用游標(biāo)卡尺讀數(shù)的新方法——“差值法”,輕松讀出示數(shù).

1 游標(biāo)卡尺分度值和精度

分度值指相鄰刻度之間的距離.游標(biāo)卡尺的主尺是標(biāo)準(zhǔn)的刻度尺,分度值是1mm.10分度游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺的分度值為0.9mm,20分度的分度值為0.95 mm,50分度的分度值為0.98 mm.當(dāng)游標(biāo)尺的第1條刻度與主尺的第1條刻度線對(duì)齊時(shí),主尺的0刻度與游標(biāo)尺的0刻度之間的距離就是該游標(biāo)卡尺能測(cè)出的最小長(zhǎng)度,即精度,且等于主尺與游標(biāo)尺的分度值之差.所以10分度、20分度和50分度的游標(biāo)卡尺的精度分別為0.1mm、0.05mm 和0.02mm.

近年來,在一些試卷中還出現(xiàn)了新型游標(biāo)卡尺,如主尺的分度值還是1 mm,但游標(biāo)尺的分度值發(fā)生了變化.游標(biāo)尺上有10格等分刻度,其分度值為1.9 mm,與主尺兩格刻度值相差0.1 mm,用它測(cè)量時(shí),可以精確到0.1mm,即其精度為0.1mm.另外,還有其他規(guī)格的游標(biāo)卡尺,如分度值為2.9 mm、3.9 mm 等.

2 “差值法”的讀數(shù)方法

1)明確游標(biāo)尺的分度值.

2)用游標(biāo)卡尺夾住待測(cè)物體,找出主尺與游標(biāo)尺對(duì)齊的刻度線.

3)讀出主尺0刻度線到對(duì)齊刻度線的距離L1.

4)讀出游標(biāo)尺0刻度線到對(duì)齊刻度線的距離L2(游標(biāo)尺0刻度線到對(duì)齊刻度線的條數(shù)×游標(biāo)尺的精度).

5)待測(cè)物體的長(zhǎng)度＝主尺0刻度線到對(duì)齊刻度線的距離L1-游標(biāo)尺0 刻度線到對(duì)齊刻度線的距離L2.

3 經(jīng)典試題分析

3.1 知識(shí)遷移,模型應(yīng)用

圖1

游標(biāo)尺0刻度線到對(duì)齊刻度線的距離

待測(cè)物體的長(zhǎng)度為主尺0刻度線到游標(biāo)尺0刻度線之間的距離,即待測(cè)物體的長(zhǎng)度等于主尺0刻度線到對(duì)齊刻度線的距離x1減去游標(biāo)尺0刻度線到對(duì)齊刻度線的距離x2,則本題中的讀數(shù)

3.2 數(shù)理結(jié)合,發(fā)散思維

圖2

3.3 應(yīng)用延伸,拓展思維

圖3

4 結(jié)論

游標(biāo)卡尺的“差值法”讀數(shù)原理簡(jiǎn)單易懂,不需要刻意記住太多結(jié)論,所以學(xué)生掌握得牢、遺忘得慢,更適用于高中物理課堂教學(xué).教師在教學(xué)中采用“差值法”讀數(shù)方法進(jìn)行游標(biāo)卡尺的原理教學(xué),并在此基礎(chǔ)上演繹出教材中介紹的“和值法”讀數(shù)方法,讓學(xué)生找到適合自己的讀數(shù)方法,可達(dá)到事半功倍的效果.同時(shí)在高中物理教學(xué)中要注重非常規(guī)試題的解答,這些試題打破了定勢(shì)思維,促進(jìn)了知識(shí)的融會(huì)貫通,有助于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也大有助益.

鏈接練習(xí)

請(qǐng)寫出圖4中的＂非常規(guī)＂游標(biāo)卡尺的讀數(shù).

圖4

鏈接練習(xí)參考答案

1.75mm;17.00mm;31.25mm;54.5mm

(完)