(新課標(biāo)安徽專版)《金版新學(xué)案》2021高三物理一輪復(fù)習(xí)-實驗-長度的測量課件

第4講實驗一長度的測量第一頁，編輯于星期五：三點二十七分。1．練習(xí)正確使用刻度尺和游標(biāo)卡尺測量長度．2．用游標(biāo)卡尺測量一段金屬管的長度、內(nèi)徑和外徑，測量一個小量筒的深度．第二頁，編輯于星期五：三點二十七分。1．游標(biāo)卡尺(1)游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)游標(biāo)卡尺的構(gòu)造如以以下圖所示，它的左測量爪固定在主尺上并與主尺垂直，右測量爪與左測量爪平行，固定在游標(biāo)尺上，可以隨同游標(biāo)尺一起沿主尺移動．第三頁，編輯于星期五：三點二十七分。(2)游標(biāo)卡尺的測量原理主尺上的最小分度與游標(biāo)尺上的最小分度不一樣長，有一個差值，差值不同，尺的精確度就不同．不管游標(biāo)尺上有多少個小等分刻度，它的刻度局部長度總比主尺上的同樣多個小等分刻度差1mm.常用的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的．主尺上的每一小等分刻度都是1mm，而游標(biāo)尺上的每一小等分刻度比1mm要小一些．第四頁，編輯于星期五：三點二十七分。2．螺旋測微器(1)構(gòu)造：右圖所示是常用的螺旋測微器，它的小砧A和固定刻度B固定在框架C上，旋鈕D、微調(diào)旋鈕D′和可動刻度E，測微螺桿F連在一起，通過精密螺紋套在B上．第五頁，編輯于星期五：三點二十七分。(2)原理：精密螺紋的螺距是0.5mm，即每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.5mm，把這一周分成50等分，每一等分對應(yīng)固定刻度上的0.01mm，即可動刻度每轉(zhuǎn)過一等分，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.01mm.因此，從可動刻度旋轉(zhuǎn)了多少等分就知道長度變化了多少個0.01mm.用它測量長度，可以精確到0.01mm，還可以估讀到0.001mm(即毫米的千分位)，因此螺旋測微器又稱為千分尺．它是把前前方向的微小變化和圓周上的旋轉(zhuǎn)變化對應(yīng)起來，放大了這種變化．第六頁，編輯于星期五：三點二十七分?？潭瘸摺⒂螛?biāo)卡尺、螺旋測微器、金屬管、小量筒、金屬導(dǎo)線．第七頁，編輯于星期五：三點二十七分。一、實驗前1．了解游標(biāo)卡尺的測量功能：用卡尺的外測爪可測長度、外徑，內(nèi)測爪可測內(nèi)徑，固定在游標(biāo)尺上的深度尺可測筒的深度．2．游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法第八頁，編輯于星期五：三點二十七分。游標(biāo)尺/mm精度/mm測量結(jié)果(游標(biāo)尺上第n條刻線與主尺上的刻度線對齊時)/mm刻度格數(shù)刻度總長度每小格與1毫米差1090.10.1主尺上讀的毫米數(shù)＋0.1n20190.050.05主尺上讀的毫米數(shù)＋0.05n50490.020.02主尺上讀的毫米數(shù)＋0.02n第九頁，編輯于星期五：三點二十七分。(1)游標(biāo)卡尺的末位不估讀．(2)游標(biāo)卡尺讀數(shù)時，主尺的讀數(shù)應(yīng)從游標(biāo)尺的零刻度處讀，而不能從游標(biāo)卡尺的機(jī)械末端讀．(3)在看游標(biāo)尺上的第幾條刻度線與主尺刻度線重合時，不包括游標(biāo)尺的零刻度在內(nèi)．【提示】

秒表電阻箱第十頁，編輯于星期五：三點二十七分。3．螺旋測微器的讀數(shù)讀數(shù)方法：先從固定刻度B上讀出半毫米整數(shù)倍的局部，缺乏半毫米的局部由可動刻度讀出，即看可動刻度上的第幾條刻度線與固定刻度線上的軸向線重合，從而讀出可動刻度示數(shù)(注意估讀)．即有：測量長度＝固定刻度示數(shù)＋可動刻度示數(shù)×精確度．(注意單位為mm)如右圖所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm，缺乏半毫米的局部從可動刻度上讀的示數(shù)為15.5格，最后的讀數(shù)為：2．0mm＋15.5×0.01mm＝2.155mm.第十一頁，編輯于星期五：三點二十七分。第十二頁，編輯于星期五：三點二十七分。二、測量與記錄1．用刻度尺測量金屬管的長度，每次測量后讓金屬管繞軸轉(zhuǎn)過約45°，再測量下一次，共測量四次，把測量的數(shù)據(jù)填入下表中．2．用游標(biāo)卡尺測量金屬管的內(nèi)徑和外徑，測量時先在管的一端測量兩個方向互相垂直的內(nèi)徑(或外徑)，再在管的另一端測量兩個方向互相垂直的內(nèi)徑(或外徑)，把測量的數(shù)據(jù)填入下表中．3．用游標(biāo)卡尺測量小量筒的深度，共測量三次，把測量的數(shù)據(jù)填入設(shè)計的表格中．4．用螺旋測微器在被測金屬導(dǎo)線上三個不同的位置各測一次直徑，把測量的讀數(shù)填入自己設(shè)計的表格中．第十三頁，編輯于星期五：三點二十七分。三、數(shù)據(jù)處理分別求出金屬筒長度、內(nèi)徑、外徑、深度及金屬導(dǎo)線直徑的平均值填入表中．附一、實驗誤差誤差：測量值與真實值的差異叫做誤差．實驗中誤差是不可防止的，只可以減?。粚嶒炛幸p小誤差，誤差不是錯誤，錯誤是失誤，是可以而且應(yīng)當(dāng)防止的．第十四頁，編輯于星期五：三點二十七分。1．系統(tǒng)誤差：是由于儀器本身不精確(如天平兩臂不嚴(yán)格相等或砝碼不準(zhǔn))、或?qū)嶒灧椒ù致?如做熱學(xué)實驗未考慮散熱損失)、或?qū)嶒炘聿煌晟贫a(chǎn)生的．其特點是在屢次重做同一實驗時，誤差總是同樣地偏大(測量值都比真實值大)或偏小(測量值都比真實值小)．減小系統(tǒng)誤差的方法是(針對誤差產(chǎn)生的原因)標(biāo)準(zhǔn)測量儀器、或改進(jìn)實驗方法，或設(shè)計在原理上更為完善的實驗．第十五頁，編輯于星期五：三點二十七分。2．偶然誤差：是由于各種偶然因素對實驗者、測量儀器、被測物理量的影響而產(chǎn)生的．其特點是屢次重做同一實驗時，誤差總是有時偏大，有時偏小，并且偏大和偏小的概率相同(時機(jī)均等)．減小偶然誤差的方法是屢次測量．求屢次測得數(shù)值的平均值．第十六頁，編輯于星期五：三點二十七分。二、有效數(shù)字1．有效數(shù)字：帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)叫做有效數(shù)字，有效數(shù)字的最后一位是測量者估讀出來的，因此這一位數(shù)字是不可靠的．2．有效數(shù)字位數(shù)確實定方法：從左往右數(shù)，從第一個不為零的數(shù)字起，數(shù)到右邊最末一位估讀數(shù)為止，共有幾個數(shù)字，有效數(shù)字的位數(shù)就是幾．第十七頁，編輯于星期五：三點二十七分。注意：(1)有效數(shù)字的位數(shù)與小數(shù)點的位置無關(guān)．如21.65m與216.5m都是4位有效數(shù)字．(2)乘方不算有效數(shù)字，如3.6×103kg是兩位有效數(shù)字．(3)有效數(shù)字末位假設(shè)是“0〞，不能略去，例1.0m、1.00m和1.000m．有效數(shù)字的位數(shù)依次是2位、3位和4位．第十八頁，編輯于星期五：三點二十七分?，F(xiàn)用最小分度為1mm的米尺測量金屬絲的長度，以以下圖中箭頭所指位置是拉直的金屬絲兩端在米尺上相對應(yīng)的位置，測得的金屬絲長度為________mm.在測量金屬絲直徑時，如果受條件限制，身邊只有米尺1把和圓柱形鋼筆1支．如何較準(zhǔn)確地測量金屬絲的直徑？請簡述測量方法．第十九頁，編輯于星期五：三點二十七分。第二十頁，編輯于星期五：三點二十七分?！窘馕觥看祟}主要考查：(1)毫米刻度尺的讀數(shù)．(2)放大法測量物體的長度，此題是一道考查考生根本素質(zhì)的根底題目．觀察此題圖示，注意金屬絲的起點不在“0〞處，所以測得金屬絲的長度為982.0mm－10.0mm＝972.0mm.由于一根金屬絲的直徑太小，用mm刻度尺不易測量，故采用放大法測量：在鉛筆上緊密排繞N匝金屬絲，用毫米刻度尺測出該N匝金屬絲的寬度D.由此可以算出金屬絲的平均直徑為：D/N.第二十一頁，編輯于星期五：三點二十七分。(2021年海南單科)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器分別測量一薄的金屬圓片的直徑和厚度，讀出以以下圖中的示數(shù)，該金屬圓片的直徑的測量值為________cm，厚度的測量值為____________mm.第二十二頁，編輯于星期五：三點二十七分。第二十三頁，編輯于星期五：三點二十七分?！窘馕觥?/p>

20分度游標(biāo)卡尺的精確度為0.05mm.故金屬圓片的直徑為1.2cm＋8×0.005cm＝1.240cm.螺旋測微器的精確度為0.01mm.故厚度測量值為1.5mm＋18.3×0.01mm＝1.683mm.第二十四頁，編輯于星期五：三點二十七分。在一些實驗中需要較準(zhǔn)確地測量物體轉(zhuǎn)過的角度，為此人們在這樣的儀器上設(shè)計了一個可轉(zhuǎn)動的圓盤，在圓盤的邊緣標(biāo)有刻度(稱為主尺)，圓盤外側(cè)有一個圓弧狀的游標(biāo)尺，如上圖所示(圖中畫出了圓盤的一局部和游標(biāo)尺)．圓盤上刻有對應(yīng)的圓心角，游標(biāo)尺上把與主尺上9°對應(yīng)的圓心角等分為10格．試根據(jù)圖中所示的情況讀出此時游標(biāo)上的0刻度線與圓盤的0刻度線之間所夾的角度為________．第二十五頁，編輯于星期五：三點二十七分。第二十六頁，編輯于星期五：三點二十七分。【解析】因為游標(biāo)尺上把與主尺上9°時對應(yīng)的圓心角等分為10格，所以，將精確度為0.1mm的游標(biāo)卡尺的原理和讀數(shù)方法遷移到這里，就可得到該游標(biāo)尺的精確度為d′＝(1/10)°＝0.1°，主尺上的整數(shù)局部為19°，游標(biāo)尺上的第7條刻度線與主尺上的第26條刻度線相重合，那么其小數(shù)局部為7×0.1°＝0.7°，故總的讀數(shù)為19°＋0.7°＝19.7°.【答案】19.7°第二十七頁，編輯于星期五：三點二十七分。

1．關(guān)于實驗誤差，以下說法中正確的選項是 ()A．實驗誤差是實驗中產(chǎn)生的錯誤，是由于測量不仔細(xì)或測量工具不精密產(chǎn)生的B．實驗誤差是不可防止的，但可以通過采用精密儀器或改進(jìn)實驗原理和方法來減小誤差C．屢次測量取平均值，可以減小系統(tǒng)誤差D．采用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)可以減小偶然誤差第二十八頁，編輯于星期五：三點二十七分。【解析】在實驗中因設(shè)計原理錯誤，使用儀器出現(xiàn)故障，操作規(guī)程不當(dāng)，實驗條件不能滿足要求所造成的偏差，稱為錯誤，而不是誤差．在測量中誤差是不可防止的，無論儀器的精密度多高，誤差依然存在．系統(tǒng)誤差是由儀器本身不精確，或?qū)嶒灧椒ù致?，或?qū)嶒炘聿煌晟贫a(chǎn)生的．其特點是：屢次重做同一個實驗，誤差總是同樣的偏大或偏小．減小的方法：校準(zhǔn)測量儀器，改進(jìn)實驗第二十九頁，編輯于星期五：三點二十七分。方法，完善實驗原理，偶然誤差是由于各種偶然因素對實驗者、測量儀器、被測物理量的影響而產(chǎn)生的，其特點是：屢次重做同—個實驗時，誤差有時偏大．有時偏?。疁p小的方法：屢次測量，求其平均值，還可采用圖象法處理．【答案】BD第三十頁，編輯于星期五：三點二十七分。2．某同學(xué)用毫米刻度尺測一物體的長度，如以以下圖所示，下述記錄結(jié)果正確的選項是 ()A．3cmB．30cmC．3.00cm D．0.03cm第三十一頁，編輯于星期五：三點二十七分?！窘馕觥靠潭瘸叩淖钚】潭仁莔m，測量時可準(zhǔn)確測量到mm位，還可估讀到mm的下一位0.1mm.假設(shè)用cm做單位，應(yīng)準(zhǔn)確測到0.1cm.估讀到0.01cm.故應(yīng)選C.【答案】C第三十二頁，編輯于星期五：三點二十七分。3．一種游標(biāo)卡尺，它的游標(biāo)尺上有50個小的等分刻度，總長度為49mm.用它測量某物體長度，卡尺示數(shù)如以以下圖所示，那么該物體的長度是________cm.第三十三頁，編輯于星期五：三點二十七分?！窘馕觥?0分度游標(biāo)卡尺的精確度為0.02mm，主尺上的讀數(shù)為41mm，游標(biāo)尺上的第9格與主尺刻度對齊，那么該物體的長度為41mm＋9×0.02mm＝41.18mm＝4.118cm.【答案】4.118第三十四頁，編輯于星期五：三點二十七分。4．游標(biāo)為20分度(測量值可準(zhǔn)確到0.05mm)的游標(biāo)卡尺示數(shù)如以以下圖所示，兩測腳間狹縫的寬度為________mm.用激光照射該狹縫，在屏上出現(xiàn)衍射條紋，如果減小狹縫的寬度，衍射條紋的寬度將變________．第三十五頁，編輯于星期五：三點二十七分?！窘馕觥?/p>

以游標(biāo)尺上的0刻度線為準(zhǔn)在主尺上讀出整毫米數(shù)為L1＝0，游標(biāo)卡尺第3條刻度線與主尺上的刻度線對齊，故其讀數(shù)為：L2＝3×0.05mm＝0.15mm.狹縫的寬度為L＝L1＋L2＝0.15mm.由于狹縫寬度很小，故出現(xiàn)明顯衍射現(xiàn)象．減小狹縫寬度，衍射現(xiàn)象會更明顯，條紋寬度變寬．【答案】

0.15寬第三十六頁，編輯于星期五：三點二十七分。5．在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系〞實驗中，兩位同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑如以以下圖甲、乙所示．測量方法正確的選項是________(選填“甲〞或“乙〞)．【答案】乙第三十七頁，編輯于星期五：三點二十七分。6．用20分度的游標(biāo)卡尺測量一物體的長度讀數(shù)為10.55mm，那么游標(biāo)尺上的第________條刻度線與主尺上的________mm刻度線對齊．【解析】據(jù)20分度游標(biāo)卡尺的原理可知：游標(biāo)的零刻度線在主尺上10mm，再向后延0.55mm,0.55mm的讀數(shù)是游標(biāo)尺的第11條刻度線與主尺上某一刻度線對齊，11個游標(biāo)的刻度線的實際長度為11×0.95mm＝10.45mm.故游標(biāo)的第11條刻度線與主尺上21mm刻度線對齊