11.3 實驗1 長度的測量及測量工具的選用（教學(xué)設(shè)計）- 【上好課】高二物理同步備課系列（人教版2019必修第三冊）

第3節(jié)試驗1長度的測量及測量工具的選用教學(xué)設(shè)計備課人學(xué)科物理課題試驗1長度的測量及測量工具的選用教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)是第11章第3節(jié)的第一部分，主要內(nèi)容是介紹游標卡尺、螺旋測微器兩種更為精密的長度測量工具。教學(xué)過程中，可以以10分度游標卡尺為例，先觀看游標尺刻度與主尺刻度的區(qū)分，然后說明游標卡尺怎樣將估讀問題轉(zhuǎn)化為由對齊的刻度線讀數(shù)來提高精度，再由同學(xué)依據(jù)相像的原理自行總結(jié)20分度、50分度游標卡尺的讀數(shù)方法。對螺旋測微器的介紹，要從其結(jié)構(gòu)說其，使同學(xué)在了解其工作原理的基礎(chǔ)上領(lǐng)悟讀數(shù)方法。學(xué)情分析同學(xué)在以往的實踐中，已經(jīng)對用刻度尺測量長度有了比較嫻熟的把握。由于與刻度尺直接進行長度比較的測量方法不同，在進行這一部分的學(xué)習(xí)時，同學(xué)對兩種新測量工具的測量原理睬有懷疑，也會產(chǎn)生愛好。只有明白了這兩種工具的工作原理，同學(xué)才能順當領(lǐng)悟其使用和讀數(shù)方法，進而在實際操作中依據(jù)要求進行正確的測量。教學(xué)目標1、理解游標卡尺的原理，學(xué)會使用游標卡尺測量長度。2、理解螺旋測微器的原理，學(xué)會使用螺旋測微器測量長度。3、通過使用游標卡尺或螺旋測微器測量長度，以及測量電阻等過程，進一步形成自覺遵守試驗操作規(guī)程和謹慎操作的習(xí)慣。教學(xué)重難點教學(xué)重點：游標卡尺和螺旋測微器的使用。教學(xué)難點：游標卡尺和螺旋測微器的使用。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)老師活動同學(xué)活動設(shè)計意圖新課導(dǎo)入【提問】由電阻定律R=ρlS【提問】要測量電阻率，應(yīng)測量哪些物理量？【提問】怎樣較為精確的測量導(dǎo)線的直徑呢？【提問】有沒有能直接測量導(dǎo)線直徑的測量工具呢？推導(dǎo)并回答：ρ=R思考并回答：需要測量導(dǎo)體的電阻、導(dǎo)線的長度和直徑。思考并回答：累積法。思考。在上一節(jié)學(xué)習(xí)電阻定律的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)同學(xué)思考電阻率的測量方法，由此引出對導(dǎo)線直徑的測量，進而引出本節(jié)的學(xué)習(xí)主題。環(huán)節(jié)一游標卡尺的原理及使用【敘述】介紹游標卡尺的構(gòu)造、種類（10分度、20分度、50分度）、用途（測外徑、內(nèi)徑、深度）?！緮⑹觥坑螛丝ǔ叩氖褂梅椒ǎ?.將量爪并攏，查看游標和主尺身的零刻度線是否對齊，假如對齊就可以進行測量。2.測量時，右手拿住尺身，大拇指移動游標，左手拿待測外徑（或內(nèi)徑）的物體，使待測物位于外測量爪之間，當與量爪緊緊相貼時，擰緊緊固螺釘。留意：用量爪卡緊物體時，用力不能太大?？ǔ邷y量不宜在工件上任憑滑動，防止量爪面磨損。使用后要擦潔凈，將兩尺零線對齊，放入卡尺專用盒內(nèi)，存放在干燥處。【提問】游標卡尺的測量原理是什么？【提問】如圖，在10分度游標卡尺上，主尺上的最小分度是1毫米，游標上有10個等分刻度，總長為主尺上的9毫米。則游標尺上一個分度比主尺上的一個分度小多少？【提問】當被測量的物體長度為零時，游標上的哪一根刻度線與主尺上刻度線相重合呢？此時每條刻度線與主尺各相差了多少毫米？【提問】當被測量的物體厚度為0.1mm時，主尺上的哪一根刻度線與游標上刻度線相重合呢？表示什么？【提問】10分度游標卡尺怎樣讀數(shù)？下圖的讀數(shù)是多少？這稱為加法法則?！纠孔x數(shù)練習(xí)?！咎釂枴考偃绮皇菑男】潭韧罂潭茸x數(shù)，而是反過來，則還可以怎樣讀數(shù)？這稱為減法法則?！纠孔x數(shù)練習(xí)?！緮⑹觥?0分度游標卡尺的讀數(shù)規(guī)律：一看精度；二看游標尺上的0刻度線位置，區(qū)分零刻度與標尺最前端；三看游標尺的哪條（第N條）刻度線與主尺上的刻度線對齊?！咎釂枴慨敱粶y量的物體厚度為27.7mm（2.77cm）時，主尺上的哪一根刻度線與游標上刻度線相重合呢？【提問】參照10分度游標卡尺的讀數(shù)規(guī)律，你能總結(jié)出20分度游標卡尺的讀數(shù)規(guī)律嗎？【例】讀數(shù)練習(xí)?！纠孔x數(shù)練習(xí)。【提問】50分度游標卡尺的讀數(shù)規(guī)律呢？【例】讀數(shù)練習(xí)?！咎釂枴咳N游標卡尺有何異同？【提問】綜上，游標卡尺的讀數(shù)步驟是怎樣的？留意：游標卡尺都是依據(jù)刻線對齊來讀數(shù)的，所以都不再往下一位估讀。【練習(xí)1】游標卡尺的主尺最小分度為__________；圖1尺的精度是__________mm，讀數(shù)是__________mm；圖2中的精度是__________mm，讀數(shù)是__________mm?！揪毩?xí)2】讀數(shù)練習(xí)。觀看游標卡尺，了解其各部分的名稱、作用。領(lǐng)悟游標卡尺的使用方法，為學(xué)習(xí)其測量原理和實際操作做預(yù)備。思考。思考并回答：0.1mm。思考并回答：零刻度線和最終一條刻度線。零刻度線后的第1條刻度線與主尺相差0.1mm，第2條刻度線與主尺相差0.2mm……第10條刻度線與主尺相差1mm。思考并回答：只有第一條刻度線與主尺上的1毫米刻度線重合，其余的刻度線都與主尺上的刻度線不重合。這就表示被測量的物體厚度為0.1mm。思考并回答：測量值=主尺整毫米數(shù)+N×0.1mm(精度)N指游標上第幾根線與主尺對齊。下圖讀數(shù)為：測量值＝4mm＋3×0.1mm＝4.3mm思考并回答：測量值：11mm＋6×0.1mm＝11.6mm思考并作答：測量值=主尺被對齊的整毫米數(shù)–N×0.9mm下圖讀數(shù)為：測量值＝7mm－3×0.9mm＝4.3mm思考并作答：減法：測量值：26mm－6×0.9mm＝20.6mm加法：測量值：20mm＋6×0.1mm＝20.6mm在前面練習(xí)的基礎(chǔ)上領(lǐng)悟讀數(shù)規(guī)律，并練習(xí)讀數(shù)：L＝5mm＋17×0.05mm＝5.85mm結(jié)合讀數(shù)規(guī)律思考并回答：游標尺向右移動，使零刻度線處于主尺的27mm、28mm刻度線之間，并使第7條刻度線與主尺上的刻度線重合，則有：L＝27mm＋7×0.1mm＝27.7mm對比并思考作答：20分度游標卡尺：主尺上的最小分度是1毫米，游標上有20個等分度，總長為主尺上的19毫米，則游標上每一個分度為0.95毫米，主尺上一個刻度與游標上的一個刻度相差0.05mm，即精度為0.05mm。測量值=主尺整毫米數(shù)+N×0.05mm(精度)讀數(shù)并作答：L＝26mm＋5×0.05mm＝26.25mm讀數(shù)并作答：L＝105mm＋0×0.05mm＝105.00mm對比并思考作答：50分度游標卡尺：主尺上的最小分度是1毫米，游標上有50個等分度，總長為主尺上的49毫米，則游標上每一個分度為0.98毫米，主尺上一個刻度與游標上的一個刻度相差0.02mm，即精度為0.02mm。測量值=主尺整毫米數(shù)+N×0.02mm(精度)讀數(shù)并作答：L＝105mm＋0×0.02mm＝105.00mm思考并完成表格?？偨Y(jié)并作答：①首先看游標尺總刻度確定精確度；②接著看游標尺零線，從主尺上讀出整毫米數(shù)；③再看游標尺（不計0刻度線）與主尺對齊線讀出小數(shù)；④最終確定測量結(jié)果。思考并作答：1mm；0.1mm；40.8mm；0.05mm；10.45mm思考并作答：99.60mm100.20mm先介紹游標卡尺的結(jié)構(gòu)，以便后續(xù)爭辯能夠順當進行。在了解構(gòu)造的基礎(chǔ)上介紹使用方法，特殊是將估讀問題轉(zhuǎn)化為刻度線的對齊來提高精度，讓同學(xué)從基礎(chǔ)原理開頭逐步領(lǐng)悟游標卡尺的工作原理。以10分度游標卡尺的使用為例，介紹游標卡尺的工作原理和讀數(shù)方法。從零刻度線對齊時的狀況開頭介紹，逐步說明測量方法?？偨Y(jié)讀數(shù)方法，從加法、減法兩個角度進行說明，強化同學(xué)對游標卡尺讀數(shù)方法的理解。從已知長度推斷游標尺的位置的角度加強同學(xué)對游標卡尺讀數(shù)方法的把握程度。在10分度的基礎(chǔ)上，由同學(xué)自行分析20分度、50分度的讀數(shù)方法，加深同學(xué)對各種游標卡尺讀數(shù)方法的把握程度。對三種游標卡尺進行對比，便于同學(xué)更清楚地區(qū)分。環(huán)節(jié)二螺旋測微器的原理及使用【敘述】介紹螺旋測微器的結(jié)構(gòu)與功能。螺旋測微器（又叫千分尺）是比游標卡尺更精密的測量長度的工具，用它測長度可以精確?????到0.01mm，測量范圍為幾個厘米。螺旋測微器的精密螺紋的螺距是0.5mm，可動刻度有50個等分刻度，可動刻度旋轉(zhuǎn)一周，測微螺桿可前進或后退0.5mm，所以可動刻度每一小格表示0.01mm?！咎釂枴柯菪郎y微器怎樣讀數(shù)？【敘述】螺旋測微器的讀數(shù)方法。1.先讀固定刻度：找到固定刻度右邊第一根主尺線（留意半刻度線有沒有露出來）：讀得4.5mm假如半刻度線沒有露出來那就是4.0mm2.再讀可動刻度：找到軸線與可動刻度對齊的地方，讀數(shù)從下面起且要往后估讀一位。讀得9.2對應(yīng)的數(shù)值為：9.2×0.01mm＝0.092mm3.把固定刻度讀數(shù)與可動刻度讀數(shù)相加：4.5mm＋0.092mm＝4.592mm測量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)＋可動刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm)【例】讀數(shù)練習(xí)?！緮⑹觥柯菪郎y微器的使用：①使用前應(yīng)先檢查零點，方法是通過調(diào)整旋鈕，使螺桿F和測砧A接觸，此時可動刻度上的零刻線應(yīng)當和固定套筒上的基準線（長橫線）對正；②左手持曲架，右手轉(zhuǎn)動大旋鈕使測桿F與測砧A間距稍大于被測物，放入被測物，轉(zhuǎn)動微調(diào)旋鈕到夾住被測物，聽到“喀喀”聲時停止。③在讀數(shù)時，要留意固定刻度尺上表示半毫米的刻線是否已經(jīng)露出。④讀數(shù)時，千分位要一位估讀數(shù)字，即使固定刻度的零點正好與可動刻度的某一刻度線對齊，千分位上也應(yīng)讀取為“0”。⑤用畢放回盒中，存放中測桿和測砧不要接觸，長期不用，要涂油防銹?！纠孔x數(shù)練習(xí)。觀看螺旋測微器的構(gòu)造，思考其作用。領(lǐng)悟螺旋測微器的測量原理。思考。結(jié)合實例領(lǐng)悟螺旋測微器的讀數(shù)方法。讀數(shù)并作答：L＝2.5mm＋0.460mm＝2.960mmL＝1.5mm＋0.250mm＝1.750mmL＝2mm＋0.344mm＝2.344mmL＝0.5mm＋0.006mm＝0.506mmL＝0mm＋0.496mm＝0.496mm結(jié)合讀數(shù)方法領(lǐng)悟螺旋測微器的使用要求。讀數(shù)并作答：L＝8.5mm＋0.203mm＝8.703mmL＝4.0mm＋0.088mm＝4.088mmL＝5.545mmL＝8.462mm先介紹螺旋測微器的結(jié)構(gòu)，以便后續(xù)爭辯能夠順當進行。從實例動身介紹螺旋測微器的讀數(shù)方法，便于同學(xué)把握。在介紹了讀數(shù)方法的基礎(chǔ)上明確操作要求。環(huán)節(jié)三工具的選擇與使用【提問】在具體的使用中，我們該如何選擇長度的測量工具呢？【提問】當對測量精度要求不高，且物體的尺寸比較大的時候，應(yīng)選用什么測量工具？【提問】當需要測量一張紙的厚度、細絲的直徑、工件的外徑時，應(yīng)選用什么測量工具？【播放視頻】螺旋測微器的使用。【提問】當需要測量工件的外徑、內(nèi)徑、深度時，應(yīng)選用什么測量工具？【播放視頻】用游標卡尺測量內(nèi)徑、外徑、深度。結(jié)合各種測量工具的特點思考。思考并回答：刻度尺。思考并回答：螺旋測微器。觀看視頻。思考并回答：游標卡尺。觀看視頻。對三種長度測量工具的特點，引導(dǎo)同學(xué)學(xué)會推斷在不同需求下選擇不同的測量工具。課堂總結(jié)一、游標卡尺的工作原理、分類、讀