用简单易懂的方法讲授游标卡尺测量原理，本文主要内容关键词为：易懂论文,测量论文,原理论文,简单论文,方法论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
现行高中物理教材中对游标卡尺的测量原理，是采用数列知识中的“递推”思想加以介绍的，如：“当左右测量爪合在一起时，游标尺的第一条刻线在主尺的1mm刻线左边0.1mm处，游标尺的第二条刻线在主尺的2mm刻线左边0.2mm处……”。由于刚跨入高中的学生，尚未学习数列知识，递推思想还没有培养起来，因此对游标卡尺的测量原理感觉得非常难以理解。虽然教学中教师采用了放大数倍的游标卡尺演示器边讲边演示，但一节课下来，发现只有一部分学生会机械地读数，真正能弄懂游标卡尺测量原理的学生却廖廖无几。
为解决以上问题，笔者采用一种学生易懂的“相减”的数学方法来介绍游标卡尺的测量原理，效果很好。现分述如下，供参考。
一、对10分度的游标卡尺
这种游标卡尺，主尺的最小分度是1mm。游标尺上有10个小的等分刻度，它们的总长度等于9mm，因此游标尺上的每一小等分刻度的长度为
。在两测量爪间放一被测物体，此时游标尺上的第n刻线将与主尺上的第m条刻线相对齐。读出主尺上第m条刻线所对应的毫米数x，再计算出游标尺上的零刻线至第n条刻线之间的空间距离（该段的空间距离等于n×0.9mm）。由于被测物体的长度在空间上等于主尺上的零刻线至游标尺上的零刻线之间的距离，所以被测物体的长度为L=x-n×0.9。这种对应关系可以用图1加以说明。
图1
像这种用长的空间距离减去短的空间距离，然后得出被测物体的长度，学生极易理解接受。
图2
例1 试读出如图2所示的游标卡尺的读数
解析 由于游标尺上的第5条刻线与主尺上的5mm所对应的这一条刻线对齐，所以被测物体的长度为：L=5-5×0.9=0.5(mm)。
这就是简单易懂的“相减”法测量原理，显然与按教材中的读数规则读出的数字是相同的。
例2 读出如图3所示游标卡尺的读数
图3
解析 游标尺上的第7条刻线与主尺上的30mm所对应的刻线对齐，所以被测物体的长度为：L=30-7×0.9=23.7(mm)。这也与教材中介绍的读数方法的读数一样。
二、对20分度的游标卡尺
这种游标卡尺主尺上的最小分度也是1mm。游标尺上有20个小的等分刻度，它们的总长度为19mm，因此游标尺上的每一小等分刻度的长度为
。由前述知，被测物体的长度为：L=x-n×0.95。
例3 读出如图4所示游标卡尺的读数
图4
解析 该游标尺上第14条刻线与主尺上的14mm所对应的刻线对齐。所以被测物体的长度为：L=14-14×0.95=0.70(mm)。
例4 读出如图5所示游标卡尺的读数
图5
解析 游标尺上的第16条刻线与主尺上的116mm所对应的刻线对齐。所以被物体的长度为：L=116-16×0.95=100.80(mm)。按照课本上的方法进行读数，也是100.80mm。
三、对50分度的游标卡尺
该游标卡尺主尺上的最小分度也是1mm。游标尺上有50个小的等分刻度，它们的总长度为49mm，因此游标尺上的每一小等分刻度的长度为
。同样按照前述方法可知，被测物体的长度为L=x-n×0.98。
关于在具体事例中的读数，同样只需把x与n分别读出后，再代入上式即可。所得出的结果当然也与按照教材中方法读出的数字相符，在此不再赘述。