高三一輪復(fù)習中游標卡尺和螺旋測微器的公式化讀數(shù)

祖力皮亞·吐尼亞孜

【摘要】長度是物理學(xué)中的基本物理量，長度的測量是最基本的測量，常用的測量工具是刻度尺.初中我們已經(jīng)學(xué)習了用刻度尺測量長度的方法和讀數(shù)規(guī)則，高中階段我們進一步學(xué)習使用游標卡尺和螺旋測微器這兩種測量精度更高的工具.本文的目的在于幫助高三學(xué)生對于游標卡尺和螺旋測微器能夠快速且正確讀數(shù)，特此給學(xué)生總結(jié)一套公式法，減少學(xué)生在讀數(shù)方面存在的問題.

【關(guān)鍵詞】高中物理；游標卡尺；螺旋測微器

1 游標卡尺

游標卡尺是利用主尺的單位刻度（1mm）與游標尺的單位刻度之間固定的微量差值來提高測量精度的，如圖1所示.常用的游標卡尺有10分度、20分度和50分度三種.它們的主尺的最小分度均為毫米，游標尺的總長度分別為9mm、19mm、49mm，它們的精度分別為1/10mm，1/20mm，1/50mm.

1.1 游標卡尺讀數(shù)公式

用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，n表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻度線對齊的游標尺的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達為（x + n ×精確度）mm.

若是10分度的游標卡尺，以mm作單位，小數(shù)點后要有1位小數(shù)，若以cm作單位，小數(shù)點后要有2位小數(shù)；若是20分度或者50分度的游標卡尺，以mm作單位，小數(shù)點后要有2位小數(shù)，若以cm作單位，小數(shù)點后要有3位小數(shù).

注 （1）游標卡尺不估讀；（2）讀主尺時，需讀與游標尺0刻線相鄰以左的整毫米數(shù)，不要從游標的機械末端讀.

1.2 游標卡尺讀數(shù)步驟

一看：精確度；

二看：游標尺上的0刻度線位置，區(qū)分零刻度與標尺最前端；

三看：游標尺的哪條（第N條）刻度線與主尺上的刻度線對齊.

讀數(shù)=主尺讀數(shù)+游標尺讀數(shù).

2 螺旋測微器

通過觀察實驗室里的螺旋測微器以及近幾年高考試卷中考查螺旋測微器讀數(shù)的題目中出現(xiàn)的圖片，發(fā)現(xiàn)實驗室里的螺旋測微器的零刻度標在上面，而部分高考題中的零刻度標在下面，那么，學(xué)生在讀數(shù)前要先判斷零刻度的位置.

固定刻度上下兩排錯位刻度的最小刻度為0.5mm，一般情況下下排為整刻度數(shù)值，上排為半刻度數(shù)值.未測量時，可動刻度的0刻度線與固定刻度的軸線重合;測量時，轉(zhuǎn)動旋鈕，旋鈕內(nèi)部有螺紋，當旋鈕旋轉(zhuǎn)一周，測微螺桿便沿著旋轉(zhuǎn)軸線方向前進或后退一個螺距的距離.螺距為0.5mm，把一個螺距對應(yīng)的旋鈕一周平均分成50格，每格對應(yīng)的螺距長度為0.01mm.

2.1 螺旋測微器讀數(shù)公式

設(shè)L為被測總長度，L_x為固定刻度讀數(shù)，L為固定刻度尺上的中線對齊的旋轉(zhuǎn)刻度序數(shù)，n表示螺旋測微器的精度（0.01mm），則結(jié)果為L=L+L×n.

說明 以mm為單位，讀數(shù)至小數(shù)點后三位，即千分之一毫米，故螺旋測微器又名千分尺.

2.2 螺旋測微器讀數(shù)步驟

（1）由固定刻度上讀整毫米數(shù)；

（2）由可動刻度讀格數(shù)，并估讀，再乘以0.01；

（3）待測長度為兩者之和.

固定刻度＋可動刻度×精度（0.01mm）＝讀數(shù).

例1 （2023年高考全國乙卷23題第5小問）用米尺測得金屬絲長度L=50.00cm.用螺旋測微器測量金屬絲不同位置的直徑，某次測量的示數(shù)如圖3所示，該讀數(shù)為d =______ mm.多次測量后，得到直徑的平均值與d相等.

解 用公式法解決此題，

L=L+L×n=0+15×0.01mm=0.150mm.

例2 用游標卡尺（游標尺上有50個等分刻度）測定某工件的寬度時，示數(shù)如圖4所示，此工件的寬度為_______mm．

解 帶入公式得，

讀數(shù)結(jié)果= （x + n ×精確度）mm=23mm+11×0.02mm=23.22mm.

3 游標卡尺、螺旋測微器讀數(shù)總結(jié)

4 結(jié)語

高三一輪復(fù)習重在基礎(chǔ)，尤其是對于解題方法的歸納總結(jié)等.在進行讀數(shù)時，不僅要注意儀器的讀數(shù)規(guī)則，而且要特別注意讀至小數(shù)點后幾位，只有這樣才能做到準確有效地得到測量結(jié)果.有了公式法，能方便學(xué)生快速讀數(shù)，且對于游標卡尺和螺旋測微器的測量原理有更進一步的認識.

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