1、[高一物理实验]
实验一 长度的测量
1. 基本测量工具和测量数据 （参考课件）
（1）游标卡尺的构造：
①主尺（附有左边的上爪和下爪）②副尺，又称游标，（附有右边的上爪和下爪以及深度尺）如图1-28所示。
（2）游标卡尺的使用：
①外爪可测量工作厚度或外径②内爪可测量工作槽宽或内径③深度尺可测量工作的深度
（3）游标卡尺的原理：
常见的游标卡尺有精度为0.1毫米、0.02毫米和0.05毫米三种，无论是哪一种，主尺的最小分度均为1毫米，设游标上一定长度的线段等分为m格，每分度长x毫米，使这线段总长度mx=km-1（主尺上对应的长度），这里k为所取的主尺上对比分度数即
2、毫米数。
由此易知游标即每一最小分度真实长度x=(km-1)/m毫米；
游标与主尺每错开一格相差Δx=k-(km-1)/m=1/m
当k=1,m=10,x=9毫米，Δx=0.1毫米；
m=50,x=0.98毫米，Δx=0.02毫米；
当k=2,m=20,x=1.95毫米，Δx=0.05毫米；
可见，游标卡尺的读数原理是利用游标尺刻线与主尺刻线的微小差异，把微小量的读数积累起来进行对比而读出数字来的。
（4）游标卡尺的读数：
①无零误差时读数法
测量值L=主尺上整的毫米数N加上小于毫米的小数k1/m,即L=N毫米+k1/m，这里k为游标上第k格被主尺上某刻度线对齐的格数。（见
3、表Ⅰ）
表Ⅰ
游 标 尺
精度
（mm）
测量长度L=（主尺）Nmm+k1/m(mm)(游标尺上第K格与主尺上的刻线对齐时)（mm）
总刻度
格数
刻度总长度
（mm）
每小格与主尺1格
（1mm）相差
10
9
0.1
0.1
N（主尺上读的毫米数）+0.1k
20
39
0.05
0.05
N（主尺上读的毫米数）+0.05k
50
49
0.02
0.02
N（主尺上读的毫米数）+0.02k
如图1-29所示游标卡尺的精度为0.1毫米，测量值L=25+6×0.1毫米=25.6毫米。
②游标有零误差时读数法
如图1-30
4、所示，在游标卡尺未测物时，一对下爪并拢后，游标的零线在主尺零线的右方，且副尺零线正对准主尺零线右边第3分度，此时读数为-0.3毫米误差；可以设想这是由于游标卡尺下爪凸起或已经夹了0.3毫米厚的物体，所以读数值应减去这个数（零误差）才是测量值，即测量值等于读数值加上负零误差值。
如图1-31所示，下爪并拢时，游标零线在主尺零线左侧，此时应把游标第10条刻线作为反向零刻线，零误差为0.1毫米而不是0.9毫米，也可以设想是下爪缺了一块而凹进去，需要0.1毫米物体弥补，零误差为正值。
为了便于记忆，我们参考笛卡尔坐标，可能把游标的零点作为x轴的坐标“原点”，主尺零线在“原点”的左方时，零误差为
5、负；主尺零线在“原点”的右方时，零误差为正。
有零误差时的记数规则是：
（测量值）L=（读数）D±A（零误差的绝对值）
（5）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，以防损伤平直度和平行度很高的测脚刀口。
②不允许测脏的物体或毛坯工件，不允许被测物夹在测脚间滑动，避免测量面划伤、磨损。
③读数时，在测脚夹住被测物后适当旋紧固定螺丝。
④读数时视线应垂直尺面并避免强光侧照，以减少偏视误差。
⑤游标卡尺要轻拿轻放，用毕放回木盒中保存，防止尺或测脚碰伤或变形。
（6）测量值的有效数字。
游标卡尺测量物体或下爪张开狭缝观察光的衍射现象时能直接读出
6、最小分度的准确值，有效数字的末位与游标卡尺的精度对齐，不需要估读，也不需要另在有效数字末位补“0”表示游标最小分度值，值得注意的是：如果用精度为0.1毫米、0.02毫米和0.05毫米3种游标卡尺测同一个工件，其长度记作0.10毫米，这个数字末位的“0”，对精度为0.02毫米和0.05毫米的卡尺的读数而言，不是补的“0”，而是这两种卡尺的游标分别与各自的主尺错开5格和2格得到的。对精度为0.1毫米的卡尺而言，这个“0.10毫米”数据后面的“0”是不必要的。
2．实验条例与点拨
[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度。
7、[实验器材]
刻度尺，游标卡尺，金属管，小量筒 。
[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），再在管的另一段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/mm
1
2
3
4
平均值
[作业]
1．完成教材141页思考题。
2．完成实验报告。
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