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自制游标卡尺(朱向阳)
  作者:朱向阳   发布者:学科专家   来源:《教学仪器与实验》  发布时间:2011-09-08

    “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 39mm PVC 线槽板各1 (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。
3  制作方法
(1) 主尺的制作
取规格为宽59mm、长1500mm PVC 线槽板1 (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 ) 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) 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500mmPVC 线槽板1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120 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 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 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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