基于核心素养的游标卡尺读数新方法——以“差值法”教学为例

马 瑞 李 敏

(1.乌鲁木齐八一中学 2.乌鲁木齐市第八十中学)

使用游标卡尺测量待测物体的长度是高中物理新教材的教学重点,也是高考考查的热点.常规考题中的游标卡尺的示意图通常会给出主尺和游标尺的全部读数,根据教材介绍的方法容易求得待测物体的长度.随着考试逐步转向能力考查,一些较灵活的读数题也开始出现,如非常规考题中的游标卡尺的示意图只给出一部分读数(没有展示出主尺的读数)或者给出新型游标卡尺,给教师的教学和学生的学习都带来了新的挑战.下面我们从游标卡尺的原理出发,确定主尺和游标尺的分度值,采用游标卡尺读数的新方法——“差值法”,轻松读出示数.

1 游标卡尺分度值和精度

分度值指相邻刻度之间的距离.游标卡尺的主尺是标准的刻度尺,分度值是1mm.10分度游标卡尺的游标尺的分度值为0.9mm,20分度的分度值为0.95 mm,50分度的分度值为0.98 mm.当游标尺的第1条刻度与主尺的第1条刻度线对齐时,主尺的0刻度与游标尺的0刻度之间的距离就是该游标卡尺能测出的最小长度,即精度,且等于主尺与游标尺的分度值之差.所以10分度、20分度和50分度的游标卡尺的精度分别为0.1mm、0.05mm 和0.02mm.

近年来,在一些试卷中还出现了新型游标卡尺,如主尺的分度值还是1 mm,但游标尺的分度值发生了变化.游标尺上有10格等分刻度,其分度值为1.9 mm,与主尺两格刻度值相差0.1 mm,用它测量时,可以精确到0.1mm,即其精度为0.1mm.另外,还有其他规格的游标卡尺,如分度值为2.9 mm、3.9 mm 等.

2 “差值法”的读数方法

1)明确游标尺的分度值.

2)用游标卡尺夹住待测物体,找出主尺与游标尺对齐的刻度线.

3)读出主尺0刻度线到对齐刻度线的距离L1.

4)读出游标尺0刻度线到对齐刻度线的距离L2(游标尺0刻度线到对齐刻度线的条数×游标尺的精度).

5)待测物体的长度＝主尺0刻度线到对齐刻度线的距离L1-游标尺0 刻度线到对齐刻度线的距离L2.

3 经典试题分析

3.1 知识迁移,模型应用

图1

游标尺0刻度线到对齐刻度线的距离

待测物体的长度为主尺0刻度线到游标尺0刻度线之间的距离,即待测物体的长度等于主尺0刻度线到对齐刻度线的距离x1减去游标尺0刻度线到对齐刻度线的距离x2,则本题中的读数

3.2 数理结合,发散思维

图2

3.3 应用延伸,拓展思维

图3

4 结论

游标卡尺的“差值法”读数原理简单易懂,不需要刻意记住太多结论,所以学生掌握得牢、遗忘得慢,更适用于高中物理课堂教学.教师在教学中采用“差值法”读数方法进行游标卡尺的原理教学,并在此基础上演绎出教材中介绍的“和值法”读数方法,让学生找到适合自己的读数方法,可达到事半功倍的效果.同时在高中物理教学中要注重非常规试题的解答,这些试题打破了定势思维,促进了知识的融会贯通,有助于培养学生的观察能力,对学生创新意识和创新能力的培养也大有助益.

链接练习

请写出图4中的＂非常规＂游标卡尺的读数.

图4

链接练习参考答案

1.75mm;17.00mm;31.25mm;54.5mm

(完)