螺旋测微器和游标卡尺的读数方法

游标卡尺和螺旋测微器的读数方法

【考点解读】

游标卡尺和螺旋测微器是高中物理实验的基础工具，熟练使用游标卡尺、螺旋测微器并正确读数不仅有助于我们提高解题能力更有助于培养我们的物理素养。本专题将为大家介绍游标卡尺和螺旋测微器的读数问题。

【基础检测】

一、游标卡尺

1.构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺.(如图1所示)

图1

2.用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径.

3.原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成.

不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其规格见下表：

4.读数：若用x表示从主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度)mm.

二、螺旋测微器的使用

1.构造：如图2所示，B为固定刻度，E为可动刻度.

图2

2.原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺.

3.读数：测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm).

如图3所示，固定刻度示数为2.0 mm，半毫米刻度线未露出，而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm.

图3

【考点精讲】

1.游标卡尺的读数

（1）游标卡尺的读数应注意以下几点

(1)看清精确度

例如(图4)

图4

易错成11 mm＋4×0.1 mm＝11.40 mm，正确的应为11.4 mm，

游标卡尺不需要估读，后面不能随意加零或去零；

例如(图5)

图5

易错成10 mm＋12×0.05 mm＝10.6 mm，正确的应为10.60 mm.

(2)主尺上的单位应为厘米

主尺上标识的1、2、3等数字通常是指厘米，读数时应将毫米和厘米分清，游标卡尺主尺上的最小刻度是1 mm.

例如(图6)

图6

易错成5 mm ＋4×0.05 mm ＝5.20 mm 正确的应为50 mm ＋4×0.05 mm ＝50.20 mm. (3)区分零刻度与标尺最前端 例如(图7)

图7

易错成13 mm ＋10×0.05 mm ＝13.50 mm 正确读数为14 mm ＋10×0.05 mm ＝14.50 mm. （2）游标卡尺读数之计算法

所测物体尺寸应为主尺零刻度与标尺零刻度之间的距离，21x x x -=∆，其中1x 为主尺零刻度到对齐刻度线的距离，2x 为标尺零刻度到标尺上对齐刻度线的距离。

图8

mm x 0.571= ，mm mm x 06.464750

49

2=⨯=

，mm x x x 94.1021=-=∆ 注意：①

mm 50

49

为标尺上每个小格实际长度； ②计算时，结果的小数点后的位数应与精确度保持一致。

例1 (2014·福建理综·19(1))某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图8甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为 cm 和 mm.

图8

答案60.10 4.20

解析刻度尺的分度值为1 mm，要估读到0.1 mm.

游标卡尺读数为4 mm＋10×0.02 mm＝4.20 mm.

2.螺旋测微器的读数

例2某同学用如图9甲所示的螺旋测微器测小球的直径时，他应先转动到F靠近小球，再转动到F夹住小球，直至听到棘轮发出声音为止，拨动使F固定后读数(填仪器部件字母符号).正确操作后，螺旋测微器的示数如图乙所示，则小球的直径是mm.

图9

答案D H G 6.700

解析用螺旋测微器测小球直径时，先转动粗调旋钮D使测微螺杆F靠近被测小球，再转动微调旋钮H使测微螺杆F夹住小球，直到棘轮发出声音为止，拨动止动旋钮G使F固定后读数，读数为6.5 mm＋20.0×0.01 mm＝6.700 mm.

总结

螺旋测微器的使用和读数应注意以下几点：

（1）测量时，在测微螺旋杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮，而改用微调旋钮，避免产生过大的压力，既可使测量结果精确，又能保护螺旋测微器。

（2）在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻度线是否已经露出。若恰好压半毫米刻度线，似露而不露，不好判断时，可观察可动刻度上的读数。如果可动刻度的读数刚刚大雨0，则认为半毫米的刻线已经露出，固定刻度读数时要读出压线的半毫米；如果可动刻度的度数接近50，则认为半毫米的刻度线没有露出，固定刻度读数时不读压线的半毫米。（3）读数时，千分位有一位估读数字，不能随便扔掉，即使固定刻度的零点正好与可动刻

度的某一刻度线对齐，千分位上也应读取“0”。

变式1(2015·海南单科·11)某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图10(a)和(b)所示.该工件的直径为cm，高度为mm.

图10

答案 1.220 6.860

解析游标卡尺读数为d＝12 mm＋4×1

20mm＝12.20 mm＝1.220 cm

螺旋测微器的读数为h＝6.5 mm＋36.0×0.01 mm＝6.860 mm

变式2(1)如图11甲所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为mm、mm、mm.

(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的直径是mm.

图11

答案(1)17.723.85 3.18(2)2.150

解析(1)最上面图读数：整毫米是17，不足1毫米数是7×0.1 mm＝0.7 mm，最后结果是17 mm＋0.7 mm＝17.7 mm.中间图读数：整毫米是23，不足1毫米数是17×0.05 mm＝0.85