基于核心素養的游標卡尺讀數新方法
——以“差值法”教學為例

馬 瑞 李 敏

(1.烏魯木齊八一中學 2.烏魯木齊市第八十中學)

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

1 游標卡尺分度值和精度

分度值指相鄰刻度之間的距離.游標卡尺的主尺是標準的刻度尺,分度值是1mm.10分度游標卡尺的游標尺的分度值為0.9mm,20分度的分度值為0.95 mm,50分度的分度值為0.98 mm.當游標尺的第1條刻度與主尺的第1條刻度線對齊時,主尺的0刻度與游標尺的0刻度之間的距離就是該游標卡尺能測出的最小長度,即精度,且等于主尺與游標尺的分度值之差.所以10分度、20分度和50分度的游標卡尺的精度分別為0.1mm、0.05mm 和0.02mm.

近年來,在一些試卷中還出現了新型游標卡尺,如主尺的分度值還是1 mm,但游標尺的分度值發生了變化.游標尺上有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,用它測量時,可以精確到0.1mm,即其精度為0.1mm.另外,還有其他規格的游標卡尺,如分度值為2.9 mm、3.9 mm 等.

2 “差值法”的讀數方法

1)明確游標尺的分度值.

2)用游標卡尺夾住待測物體,找出主尺與游標尺對齊的刻度線.

3)讀出主尺0刻度線到對齊刻度線的距離L1.

4)讀出游標尺0刻度線到對齊刻度線的距離L2(游標尺0刻度線到對齊刻度線的條數×游標尺的精度).

5)待測物體的長度＝主尺0刻度線到對齊刻度線的距離L1-游標尺0 刻度線到對齊刻度線的距離L2.

3 經典試題分析

3.1 知識遷移,模型應用

圖1

游標尺0刻度線到對齊刻度線的距離

待測物體的長度為主尺0刻度線到游標尺0刻度線之間的距離,即待測物體的長度等于主尺0刻度線到對齊刻度線的距離x1減去游標尺0刻度線到對齊刻度線的距離x2,則本題中的讀數

3.2 數理結合,發散思維

圖2

3.3 應用延伸,拓展思維

圖3

4 結論

游標卡尺的“差值法”讀數原理簡單易懂,不需要刻意記住太多結論,所以學生掌握得牢、遺忘得慢,更適用于高中物理課堂教學.教師在教學中采用“差值法”讀數方法進行游標卡尺的原理教學,并在此基礎上演繹出教材中介紹的“和值法”讀數方法,讓學生找到適合自己的讀數方法,可達到事半功倍的效果.同時在高中物理教學中要注重非常規試題的解答,這些試題打破了定勢思維,促進了知識的融會貫通,有助于培養學生的觀察能力,對學生創新意識和創新能力的培養也大有助益.

鏈接練習

請寫出圖4中的＂非常規＂游標卡尺的讀數.

圖4

鏈接練習參考答案

1.75mm;17.00mm;31.25mm;54.5mm

(完)