摘要:分析了学生在高考中有关游标卡尺读数试题中出错率较高的原因，对此，重点介绍一种迁移变通的游标卡尺读数新方法——齐位相减法，以及对该方法的迁移。
关键词：游标卡尺读数，齐位相减法
高中物理测量长度的仪器中，游标卡尺的读数在高考中出现的频率较高，而考生的得分情况并不理想。我认为学生出现错误的原因有两个，一是没有搞清游标卡尺的读数原理，二是没有正确掌握游标卡尺的读数方法。如游标卡尺的主尺与游标每格的长度不同，卡尺的精确度由二者之差决定；常见的游标卡尺的游标有10分度、20分度、50分度，它们的精确度与读数各不相同，尤其是最近出现新型的游标卡尺，学生更是无从下手。
如何才能解决游标卡尺的读数问题，经过认真分析游标卡尺的原理，笔者介绍一种新的读数方法——齐位相减法。
一、齐位相减法
第一步看清卡尺是几分度的，明确游标每格的长度。如10分度卡尺的游标把9 mm等分成10等分，每格为9/10mm，与主尺上最小分度1mm相差0.1mm，精确度为0.1mm；20分度卡尺的游标把19 mm等分成20等分，每格为19/20mm，与主尺上最小分度1mm相差0.05mm，精确度为0. 05 mm；50分度的游标把49 mm等分成50等分，每格为49/50mm．与主尺上最小分度1mm相差0.02mm，精确度为0.02 mm。
第二步 找准主尺与游标对齐的刻度线。
第三步读出主尺0刻度线到对齐刻度线的距离，再读出游标0刻度线到对齐刻度线的示数，然后乘以游标卡尺的精确度得到一个距离值。
第四步把两个距离值进行相减就得到了游标卡尺的读数（注意不要估读）。
下面以20分度的游标卡尺为例，具体介绍“齐位相减法”快速准确读数的步骤。
【调研1】用游标卡尺可以测量某些工件的外径。在测量时游标卡尺怎么读数，示数如图所示，则读数为____mm。
分析 游标尺每个小格为19/20mm，精确度为0.05 mm；对齐刻度线上为游标尺上的第13条；主尺0刻度线到游标对齐刻度线的距离x1=24mm，游标0刻度线到主尺刻度线对齐线的距离x2=13× (19/20)=12.35mm。所以读数x=x1-x2=24mm-12.35mm=11.65mm。
二、齐位相减法的读数原理
把被测长度分为两部分，如调研1中，主尺上面11mm和11mm刻度线与游标卡尺0刻度线之间的线段x，对x使用齐位相减法，11 mm到24 mm这是第一把刻度尺，游标尺上0刻度线与13刻度线之间这是第二把刻度尺，这两把尺子的长度差就是x，即x=13×1 mm-13×(19/20)mm=0.65 mm，故被测工件的长度为11mm+0.65 mm=11. 65mm。
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就没有问题。
通俗地说，游标卡尺的读数就是两把尺子比刻度。利用“齐位相减法”读数能把游标卡尺的读数原理变得更形象更直观，使学生更容易理解和接受。
三、齐位相减法的迁移
掌握仪器的读数方法及使用是高考中的常考点。因此，只有清楚各个仪器的基本原理及使用方法才能应对新的试题。该类试题，考查的就是知识的迁移能力和创新能力，如把仪器进行改造，进行读数等，举例如下：
【调研2】在一些用来测量角度的仪器上，有一个可转动的圆盘，圆盘的边缘标有角度刻度。为了较准确地测量出圆盘转动的角度，在圆盘外侧有一个固定不动的游标，上面共有10个分度游标卡尺怎么读数，对应的总角度为90o，如图中画出了游标和圆盘的一部分，读出此时圆盘的零刻度线相对于游标零刻度线转过的角度为 。
【解析】主尺精确为1o，游标（游标上有1 0个等分刻度）一格为(0.9o/10)=0.9o，精确为0.1o，主尺与游标上刻度线对齐线到0刻度线的读数为25o，游标上0刻度线与主尺上对齐线的读数为4×(0.9o/10)=3.6 o，所以最终读数为24 o-3.6o=20. 4o。
跟踪练习
有一种新式游标卡尺，它的刻度与传统的游标卡尺明显不同，新式游标卡尺的刻线看起来很“稀疏”，使得读数显得清晰明了，便于使用者正确读取数据，有一游标卡尺为39 mm等分成20分，如图所示，
(1)它的准确度是 ；(2)用它测量某物体的厚度，示数如图所示，其读数是 。
答案 (1)0.05mm (2)31. 25 mm
配套的游标卡尺多媒体课件，请点击“阅读原文”下载使用，加以练习巩固！
限 时 特 惠： 本站每日持续更新海量各大内部创业教程，一年会员只需98元，全站资源免费下载 点击查看详情
站 长 微 信： muyang-0410
