游标卡尺的读数是高考对实验部分考查的重点之一,它在每年的高考中频频出现,但是考生得分情况并不理想。如何才能彻底解决游标卡尺的读数问题呢?剖析读数原理,我自己的理解就是五个字――右对齐求差。什么是右对齐求差呢?怎样才能掌握这一原理呢?需从以下几方面做起。
一、相关数据
游标卡尺有10分度、20分度、50分度三种,对应的精确度分别为0.1mm、0.05mm、0.02mm,相应的游标总长度为9mm、19mm、49mm。对于10分度的游标卡尺,其游标尺上一小格的长度为mm;20分度的,游标尺上一小格的长度为mm;50分度的,游标尺上一小格的长度为mm。
二、原理
游标卡尺的结构实质就是两个最小刻度不同的刻度尺的组合,只要认识刻度尺的读数,游标卡尺就没有问题。测量时,主尺上的某一刻线和游标尺上的某一刻线重合,主尺和游标尺统一舍弃重合刻线的右半部分(对我们有用的是重合的刻线的左半部分),这样左半部分的主尺和游标尺,就相当于两把右端对齐的最小刻度不同的刻度尺,而这两把新的“刻度尺”的差值就是被测长度。这就是“右对齐求差”。下面以一把20分度的游标卡尺为例具体来了解右对齐求差原理。
例:被测长度就是主尺0刻线和游标尺0刻线之间的距离。主尺的106mm刻线和游标尺的第5条刻线对齐,106mm长的主尺和前5格的游标尺就是两把最小刻度不同的刻度尺,它们的右端对齐称为右对齐,主尺比游标尺多出的部分就是被测物体的长度。
被测长度=106mm-5×mm
这就是右对齐求差法,它把游标卡尺的读数原理变得更形象、直观,使学生更容易理解。概括讲,游标卡尺的读数原理就是两把刻度尺比长短。
三、从原理到方法
如果说上面叫整体右对齐求差的话,那么下面来看一下局部右对齐求差。
把被测长度分为两部分:101mm和101mm刻线与游标尺0刻线之间的这段X,对X使用右对齐求差,101mm到106mm这是第一把刻度尺,游标尺上0刻线和5刻线之间这段是第二把刻度尺,这两把尺子的长度差就是X。
即X=5×1-5× (mm)=5×(1- )mm=5×0.05mm
故:被测长度=101mm+5×0.05mm
总之,原理是根本,任何时候都不要轻视物理原理的教学。
(作者单位:河南省武陟县第一中学)