11.3 實(shí)驗(yàn)1 長(zhǎng)度的測(cè)量及測(cè)量工具的選用（教學(xué)設(shè)計(jì)）- 【上好課】高二物理同步備課系列（人教版2019必修第三冊(cè)）

第3節(jié)試驗(yàn)1長(zhǎng)度的測(cè)量及測(cè)量工具的選用教學(xué)設(shè)計(jì)備課人學(xué)科物理課題試驗(yàn)1長(zhǎng)度的測(cè)量及測(cè)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(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器兩種更為精密的長(zhǎng)度測(cè)量工具。教學(xué)過(guò)程中，可以以10分度游標(biāo)卡尺為例，先觀看游標(biāo)尺刻度與主尺刻度的區(qū)分，然后說(shuō)明游標(biāo)卡尺怎樣將估讀問(wèn)題轉(zhuǎn)化為由對(duì)齊的刻度線讀數(shù)來(lái)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(biāo)卡尺的讀數(shù)方法。對(duì)螺旋測(cè)微器的介紹，要從其結(jié)構(gòu)說(shuō)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(shí)踐中，已經(jīng)對(duì)用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度有了比較嫻熟的把握。由于與刻度尺直接進(jìn)行長(zhǎng)度比較的測(cè)量方法不同，在進(jìn)行這一部分的學(xué)習(xí)時(shí)，同學(xué)對(duì)兩種新測(cè)量工具的測(cè)量原理睬有懷疑，也會(huì)產(chǎn)生愛(ài)好。只有明白了這兩種工具的工作原理，同學(xué)才能順當(dāng)領(lǐng)悟其使用和讀數(shù)方法，進(jìn)而在實(shí)際操作中依據(jù)要求進(jìn)行正確的測(cè)量。教學(xué)目標(biāo)1、理解游標(biāo)卡尺的原理，學(xué)會(huì)使用游標(biāo)卡尺測(cè)量長(zhǎng)度。2、理解螺旋測(cè)微器的原理，學(xué)會(huì)使用螺旋測(cè)微器測(cè)量長(zhǎng)度。3、通過(guò)使用游標(biāo)卡尺或螺旋測(cè)微器測(cè)量長(zhǎng)度，以及測(cè)量電阻等過(guò)程，進(jìn)一步形成自覺(jué)遵守試驗(yàn)操作規(guī)程和謹(jǐn)慎操作的習(xí)慣。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的使用。教學(xué)難點(diǎn)：游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的使用。教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)老師活動(dòng)同學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖新課導(dǎo)入【提問(wèn)】由電阻定律R=ρlS【提問(wèn)】要測(cè)量電阻率，應(yīng)測(cè)量哪些物理量？【提問(wèn)】怎樣較為精確的測(cè)量導(dǎo)線的直徑呢？【提問(wèn)】有沒(méi)有能直接測(cè)量導(dǎo)線直徑的測(cè)量工具呢？推導(dǎo)并回答：ρ=R思考并回答：需要測(cè)量導(dǎo)體的電阻、導(dǎo)線的長(zhǎng)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(cè)量方法，由此引出對(duì)導(dǎo)線直徑的測(cè)量，進(jìn)而引出本節(jié)的學(xué)習(xí)主題。環(huán)節(jié)一游標(biāo)卡尺的原理及使用【敘述】介紹游標(biāo)卡尺的構(gòu)造、種類（10分度、20分度、50分度）、用途（測(cè)外徑、內(nèi)徑、深度）。【敘述】游標(biāo)卡尺的使用方法：1.將量爪并攏，查看游標(biāo)和主尺身的零刻度線是否對(duì)齊，假如對(duì)齊就可以進(jìn)行測(cè)量。2.測(cè)量時(shí)，右手拿住尺身，大拇指移動(dòng)游標(biāo)，左手拿待測(cè)外徑（或內(nèi)徑）的物體，使待測(cè)物位于外測(cè)量爪之間，當(dāng)與量爪緊緊相貼時(shí)，擰緊緊固螺釘。留意：用量爪卡緊物體時(shí)，用力不能太大。卡尺測(cè)量不宜在工件上任憑滑動(dòng)，防止量爪面磨損。使用后要擦潔凈，將兩尺零線對(duì)齊，放入卡尺專用盒內(nèi)，存放在干燥處?！咎釂?wèn)】游標(biāo)卡尺的測(cè)量原理是什么？【提問(wèn)】如圖，在10分度游標(biāo)卡尺上，主尺上的最小分度是1毫米，游標(biāo)上有10個(gè)等分刻度，總長(zhǎng)為主尺上的9毫米。則游標(biāo)尺上一個(gè)分度比主尺上的一個(gè)分度小多少？【提問(wèn)】當(dāng)被測(cè)量的物體長(zhǎng)度為零時(shí)，游標(biāo)上的哪一根刻度線與主尺上刻度線相重合呢？此時(shí)每條刻度線與主尺各相差了多少毫米？【提問(wèn)】當(dāng)被測(cè)量的物體厚度為0.1mm時(shí)，主尺上的哪一根刻度線與游標(biāo)上刻度線相重合呢？表示什么？【提問(wèn)】10分度游標(biāo)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?wèn)】假如不是從小刻度往大刻度讀數(shù)，而是反過(guò)來(lái)，則還可以怎樣讀數(shù)？這稱為減法法則。【例】讀數(shù)練習(xí)。【敘述】10分度游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)律：一看精度；二看游標(biāo)尺上的0刻度線位置，區(qū)分零刻度與標(biāo)尺最前端；三看游標(biāo)尺的哪條（第N條）刻度線與主尺上的刻度線對(duì)齊。【提問(wèn)】當(dāng)被測(cè)量的物體厚度為27.7mm（2.77cm）時(shí)，主尺上的哪一根刻度線與游標(biāo)上刻度線相重合呢？【提問(wèn)】參照10分度游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)律，你能總結(jié)出20分度游標(biāo)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(wèn)】50分度游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)律呢？【例】讀數(shù)練習(xí)。【提問(wèn)】三種游標(biāo)卡尺有何異同？【提問(wèn)】綜上，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)步驟是怎樣的？留意：游標(biāo)卡尺都是依據(jù)刻線對(duì)齊來(lái)讀數(shù)的，所以都不再往下一位估讀。【練習(xí)1】游標(biāo)卡尺的主尺最小分度為_(kāi)_________；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(biāo)卡尺，了解其各部分的名稱、作用。領(lǐng)悟游標(biāo)卡尺的使用方法，為學(xué)習(xí)其測(cè)量原理和實(shí)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(cè)量的物體厚度為0.1mm。思考并回答：測(cè)量值=主尺整毫米數(shù)+N×0.1mm(精度)N指游標(biāo)上第幾根線與主尺對(duì)齊。下圖讀數(shù)為：測(cè)量值＝4mm＋3×0.1mm＝4.3mm思考并回答：測(cè)量值：11mm＋6×0.1mm＝11.6mm思考并作答：測(cè)量值=主尺被對(duì)齊的整毫米數(shù)–N×0.9mm下圖讀數(shù)為：測(cè)量值＝7mm－3×0.9mm＝4.3mm思考并作答：減法：測(cè)量值：26mm－6×0.9mm＝20.6mm加法：測(cè)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(biāo)尺向右移動(dòng)，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(duì)比并思考作答：20分度游標(biāo)卡尺：主尺上的最小分度是1毫米，游標(biāo)上有20個(gè)等分度，總長(zhǎng)為主尺上的19毫米，則游標(biāo)上每一個(gè)分度為0.95毫米，主尺上一個(gè)刻度與游標(biāo)上的一個(gè)刻度相差0.05mm，即精度為0.05mm。測(cè)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(duì)比并思考作答：50分度游標(biāo)卡尺：主尺上的最小分度是1毫米，游標(biāo)上有50個(gè)等分度，總長(zhǎng)為主尺上的49毫米，則游標(biāo)上每一個(gè)分度為0.98毫米，主尺上一個(gè)刻度與游標(biāo)上的一個(gè)刻度相差0.02mm，即精度為0.02mm。測(cè)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(biāo)尺總刻度確定精確度；②接著看游標(biāo)尺零線，從主尺上讀出整毫米數(shù)；③再看游標(biāo)尺（不計(jì)0刻度線）與主尺對(duì)齊線讀出小數(shù)；④最終確定測(cè)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(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)，以便后續(xù)爭(zhēng)辯能夠順當(dāng)進(jìn)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(wèn)題轉(zhuǎn)化為刻度線的對(duì)齊來(lái)提高精度，讓同學(xué)從基礎(chǔ)原理開(kāi)頭逐步領(lǐng)悟游標(biāo)卡尺的工作原理。以10分度游標(biāo)卡尺的使用為例，介紹游標(biāo)卡尺的工作原理和讀數(shù)方法。從零刻度線對(duì)齊時(shí)的狀況開(kāi)頭介紹，逐步說(shuō)明測(cè)量方法?？偨Y(jié)讀數(shù)方法，從加法、減法兩個(gè)角度進(jìn)行說(shuō)明，強(qiáng)化同學(xué)對(duì)游標(biāo)卡尺讀數(shù)方法的理解。從已知長(zhǎng)度推斷游標(biāo)尺的位置的角度加強(qiáng)同學(xué)對(duì)游標(biāo)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(duì)各種游標(biāo)卡尺讀數(shù)方法的把握程度。對(duì)三種游標(biāo)卡尺進(jìn)行對(duì)比，便于同學(xué)更清楚地區(qū)分。環(huán)節(jié)二螺旋測(cè)微器的原理及使用【敘述】介紹螺旋測(cè)微器的結(jié)構(gòu)與功能。螺旋測(cè)微器（又叫千分尺）是比游標(biāo)卡尺更精密的測(cè)量長(zhǎng)度的工具，用它測(cè)長(zhǎng)度可以精確?????到0.01mm，測(cè)量范圍為幾個(gè)厘米。螺旋測(cè)微器的精密螺紋的螺距是0.5mm，可動(dòng)刻度有50個(gè)等分刻度，可動(dòng)刻度旋轉(zhuǎn)一周，測(cè)微螺桿可前進(jìn)或后退0.5mm，所以可動(dòng)刻度每一小格表示0.01mm?！咎釂?wèn)】螺旋測(cè)微器怎樣讀數(shù)？【敘述】螺旋測(cè)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(méi)有露出來(lái)）：讀得4.5mm假如半刻度線沒(méi)有露出來(lái)那就是4.0mm2.再讀可動(dòng)刻度：找到軸線與可動(dòng)刻度對(duì)齊的地方，讀數(shù)從下面起且要往后估讀一位。讀得9.2對(duì)應(yīng)的數(shù)值為：9.2×0.01mm＝0.092mm3.把固定刻度讀數(shù)與可動(dòng)刻度讀數(shù)相加：4.5mm＋0.092mm＝4.592mm測(cè)量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)＋可動(dòng)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(cè)微器的使用：①使用前應(yīng)先檢查零點(diǎn)，方法是通過(guò)調(diào)整旋鈕，使螺桿F和測(cè)砧A接觸，此時(shí)可動(dòng)刻度上的零刻線應(yīng)當(dāng)和固定套筒上的基準(zhǔn)線（長(zhǎng)橫線）對(duì)正；②左手持曲架，右手轉(zhuǎn)動(dòng)大旋鈕使測(cè)桿F與測(cè)砧A間距稍大于被測(cè)物，放入被測(cè)物，轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)旋鈕到夾住被測(cè)物，聽(tīng)到“喀喀”聲時(shí)停止。③在讀數(shù)時(shí)，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(shí)，千分位要一位估讀數(shù)字，即使固定刻度的零點(diǎn)正好與可動(dòng)刻度的某一刻度線對(duì)齊，千分位上也應(yīng)讀取為“0”。⑤用畢放回盒中，存放中測(cè)桿和測(cè)砧不要接觸，長(zhǎng)期不用，要涂油防銹?！纠孔x數(shù)練習(xí)。觀看螺旋測(cè)微器的構(gòu)造，思考其作用。領(lǐng)悟螺旋測(cè)微器的測(cè)量原理。思考。結(jié)合實(shí)例領(lǐng)悟螺旋測(cè)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(cè)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(cè)微器的結(jié)構(gòu)，以便后續(xù)爭(zhēng)辯能夠順當(dāng)進(jìn)行。從實(shí)例動(dòng)身介紹螺旋測(cè)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(wèn)】在具體的使用中，我們?cè)撊绾芜x擇長(zhǎng)度的測(cè)量工具呢？【提問(wèn)】當(dāng)對(duì)測(cè)量精度要求不高，且物體的尺寸比較大的時(shí)候，應(yīng)選用什么測(cè)量工具？【提問(wèn)】當(dāng)需要測(cè)量一張紙的厚度、細(xì)絲的直徑、工件的外徑時(shí)，應(yīng)選用什么測(cè)量工具？【播放視頻】螺旋測(cè)微器的使用?！咎釂?wèn)】當(dāng)需要測(cè)量工件的外徑、內(nèi)徑、深度時(shí)，應(yīng)選用什么測(cè)量工具？【播放視頻】用游標(biāo)卡尺測(cè)量?jī)?nèi)徑、外徑、深度。結(jié)合各種測(cè)量工具的特點(diǎn)思考。思考并回答：刻度尺。思考并回答：螺旋測(cè)微器。觀看視頻。思考并回答：游標(biāo)卡尺。觀看視頻。對(duì)三種長(zhǎng)度測(cè)量工具的特點(diǎn)，引導(dǎo)同學(xué)學(xué)會(huì)推斷在不同需求下選擇不同的測(cè)量工具。課堂總結(jié)一、游標(biāo)卡尺的工作原理、分類、讀