長度的測量基本功

〔關鍵詞〕 四度一線；游標卡尺；螺旋測微儀

〔中圖分類號〕 G633.7

〔文獻標識碼〕 C

〔文章編號〕 1004—0463（2008）05（B）—0058—01

“長度的測量”是高中力學的一個最基本的實驗，如何指導學生科學、合理、規范地完成這一實驗對于學生以后的物理學習至關重要。筆者在多年的物理教學中發現，學生對于游標卡尺和螺旋測微儀的示圖讀數方法沒有什么疑難，但對于游標卡尺和螺旋測微儀實物的讀數卻存在許多問題。

一、弄清“四度一線”，即主尺“零刻度”、“滿刻度”、“最小刻度”、“精確度”和游標尺“零刻線”

精確度是指測量工具所能讀出的最小精確值。如游標卡尺的精確度取決于游標尺上等分刻線的多少。這一點是教學的關鍵環節，務必要讓學生親自操作，反復實驗，直至弄懂，并會運用于實際問題的解決。教學中首先要告訴學生，游標卡尺等分刻線越少，精確度越低，等分刻線越多，精確度越高。中學階段使用的游標卡尺，其精確度分別有0.1mm、0.05mm和0.02mm三種規格。精確度是0.1mm的游標卡尺是指游標尺為10等分刻度，其總長為9mm，游標尺上每一分度和主尺上的最小分度相差0.1mm。精確度是0.05mm的游標卡尺是指游標尺為20等分刻度，其總長為19mm，游標尺上每一分度和主尺上的最小分度相差0.05mm。精確度是0.02mm的游標卡尺是指游標尺為50等分刻度，其總長為49mm，游標尺上每一分度和主尺上的最小分度相差0.02mm。不管是哪種規格的游標卡尺，其讀數方法都相同。可歸納為：

游標卡尺讀數=主尺整毫米數+讀取游標格數×精確度

螺旋測微儀的精確度是確定的，為0.01mm。其讀數方法是：

螺旋測微儀讀數=主尺毫米數+可動刻度×精確度

零刻線：以游標卡尺為例，零刻線即為游標零刻線，它是測量長度時在主尺上讀取整毫米數的位置。教學中應當提醒學生，注意兩點：(1)當測量爪閉合時，主尺零刻度線和游標零刻線是對齊的。(2)當測量物體的長度，即測量爪張開時，讀主尺整毫米數，應從主尺零刻度線到游標零刻線之間讀出。但從學生考試中看常犯的錯誤是讀主尺整毫米數時，沒有注意到游標零刻線的位置，而從主尺零刻度線到游標尺測量爪凹槽邊緣之間讀出了整毫米數，因而導致了測量結果的錯誤。

二、選案例做好示范

為了糾正學生的錯誤，教學中除了講解原則，讓學生觀察實物和親自操作，通過考題、作業中出現的問題歸納成典型案例，互動探索，做好示范引路。

通過案例分析，在讀螺旋測微儀時，應注意以下幾點：

1.認清哪是半刻度線，哪是固定刻度線，要注意固定刻度線讀數是格數而不是刻度線數。固定刻度每一格是1mm相應半刻度露出加0.5mm，可動刻度每一小格表示0.01 mm。

2.讀可動刻度讀數時，要估讀格數，尤其是整格數時后面加零。

3.螺旋測微儀比游標卡尺更精密，測量值更小。因此多數卷面上的圖是經過放大處理的，但讀數時固定刻度每小格仍表示1mm。

游標卡尺、螺旋測微儀在讀數時錯誤較多，原理不清或讀數方法發生混淆是出錯的主要原因；卷面圖示與實際物體有一定的差異，是讀數錯誤的另一原因。只有多練，多動手測量，熟練掌握讀數方法，才能有效地減少出錯的幾率。