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【转载】自制游标卡尺  

2017-05-18 17:04:20|  分类: 通用技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文转载自物理《自制游标卡尺》
自制游标卡尺 
来源: 西南大学科学教育研究中心转载于教学仪器与实验 作者: 朱向阳 
                        



“长度的测量”是高一物理的第一个学生分组实验,实验要求掌握游标卡尺的使用和读数方法,在“用单摆测定重力加速度”一节中,也要用游标卡尺测量摆球的直径。教学中,尽管老师花费大量的时间教学游标卡尺的构造、原理、使用和读数方法,但仍有些学生不能正确掌握。问题主要在于老师所演示的实物游标卡尺和模型的分度值太小,学生无法看清刻度线,导致学生难于理解游标卡尺的原理和读数方法。针对这一问题,我们自制了一种分度值是游标卡尺的40倍,并能在黑板上演示的“演示游标卡尺”,在教学中取得了很好的效果。在此做一介绍。

1  制作材料

规格为59mm 和39mm 的PVC 线槽板各1 根(电工敷设线路用材),有机板、磁片(市售张贴挂图、报纸用的磁片)、单芯红色胶皮导线(直径1mm)、单芯黑色胶皮铝线等。

2  装置结构

如图1所示,“演示游标卡尺”主要由固定内外测量爪1、带可动外测量爪的游标尺2、可动内测量爪3 和主尺4 等部分组成。

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3  制作方法

(1) 主尺的制作

取规格为宽59mm、长1500mm 的PVC 线槽板1 根(去除底板) ,用锥尖在线槽板的上下端边缘上每隔40mm 各钻一小孔,每条边缘钻33 个小孔,然后用红色胶皮导线从线槽板底面一端的下边第1 个小孔穿向表面,再从线槽板表面上边与之对应的小孔穿回底面(拉紧导线后,导线在线槽板的表面上便成“0”刻度线) ,底面上边拉出的线头再从底面上边的第2 个小孔穿向表面,然后从线槽板表面下边与之对应的第2 个小孔穿回底面(拉紧导线后,导线在线槽板的表面上便成“1mm”刻度线) 。以此方法把导线顺次穿过其他小孔后,拉紧导线并把导线的两个线头打结固定在线槽板底面上。这样穿过小孔的导线在线槽板的表面上便形成33 根刻度线和32 条等分格,每一等分格代表“1 mm”(其实际长度为40 mm ,是游标卡尺主尺分度值的40 倍) ,线槽板底面的导线全部嵌入浅槽里(线槽板底面上下边均有浅槽)。把黑色胶皮铝线做成数字和字母(也可书写) ,用热熔胶把数字粘贴在刻度线旁,单位“cm”粘贴在末端空白处,如图中“4”所示。为了能使主尺吸附在磁性黑板上(目前大部分学校都已使用铁质黑板) ,把5枚磁片(去除塑料外壳) 分别用热熔胶粘贴在线槽板底面的适当位置上,演示时把线槽板底面贴在黑板上即可固定。

(2) 游标尺的制作

取规格为宽39mm、长500mm的PVC 线槽板1根,按照主尺的“刻度”方法制成10 分度的游标尺。游标尺上10 分度的总长度跟主尺9 个分度格的总长度相等,实际长度为360mm ,所以游标尺上每一分度的实际长度为36mm(用最小分度为毫米的有机片刻度尺进行准确刻度) 。我们把主尺每一分度当作1mm ,则游标尺上每一分度就是019mm ,所以其准确度就为011mm。把2 枚磁片分别用热熔胶粘贴在游标尺底面的适当位置上,演示时使其能吸附在黑板上。把有机板(也可用铁皮、纸板) 裁剪成梯形外测量爪,用透明胶带纸把它固定在游标尺的左端,如图中“2”所示,在移动游标尺时,外测量爪跟随游标尺同步移动。

与制作10 分度游标尺的方法一样,再制作1把20 分度的游标尺。20 分度的总长度跟主尺19个分度格的总长度相等,实际长度为760mm ,所以游标尺上每一分度的实际长度为38mm。我们把主尺每一分度当作1mm ,则游标尺上每一分度就是0195mm ,所以其准确度就为0105mm。根据教学情况还可制作总长度为760mm 的10 分度的游标尺(准确度为011mm) 。

(3) 固定内外测量爪的制作

把有机板(也可用铁皮、纸板) 裁剪成图中“1”所示的内外测量爪,演示时用透明胶带纸把它固定在黑板上。

(4) 可动内测量爪的制作

把有机板(也可用铁皮、纸板) 裁剪成图中“3”所示的内测量爪,其底面用热熔胶粘贴1 枚磁片,演示时使其能吸附在黑板上,并能随意移动。

4  演示方法

①把主尺吸附在黑板上,游标尺吸附在主尺下方,调整游标尺的位置,使游标尺的“0”刻度线跟主尺的“0”刻度线对齐,用透明胶带把“固定内外测量爪”粘在主尺左边(固定内外测量爪的边线跟游标尺上可动外测量爪的边线重合) ,“可动内测量爪”吸附在主尺的上方。主尺和固定内外测量爪在黑板上固定不动,游标尺和可动内测量爪可沿主尺左右移动,如图1 所示。

②结合实物和演示游标卡尺介绍游标卡尺的构造(各部分名称) ,并通过实物游标卡尺的演示,让学生知道可动内、外测量爪、深度尺和游标尺是连成整体的,它们跟随游标尺沿主尺同步移动。在“演示游标卡尺”中,考虑到制作难度,未设计、制作有深度尺,可动内测量爪也不能跟随游标尺同步移动,但可手动。

③可演示游标卡尺的原理和读数方法。把“演示游标卡尺”主尺上的分度值当作“1mm”,分别用10 分度和20 分度的游标尺进行演示教学,由于分度值放大了40 倍,全班学生都能看清刻度线,利于学生理解游标卡尺的原理和读数方法。再通过移动游标尺的位置来训练、强化学生对读数方法的掌握。

④视教学情况的需要,可用“演示游标卡尺”演示有“0误差”的读数方法。先使游标尺上的可动外测量爪跟固定外测量爪的边线重合,再移动主尺,使主尺的“0”刻度线在游标尺“0”刻度线的左边或右边,然后教学演示“0误差”的读数方法。

⑤用实物游标卡尺演示长度,内、外径和深度的测量方法

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