自制演示游标卡尺

“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。
　　
　　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“1mm”(其实际长度为40mm，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
　　
　　

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