使用游标卡尺测量小球体的直径

---

简介

使用游标卡尺测量小球体的直径在我们的日常生活中有很多实际应用。测量是所有科学领域的基础。它也对我们的日常生活起着至关重要的作用。查看您的身高，为您的房屋购买牛奶。诸如在比赛中计时朋友之类的动作需要测量。测量回答诸如多长、多重和多快之类的问题。

测量是指将一个物体的属性或现象与另一个物体的属性或现象进行比较，并为该物体或现象分配数值的过程。测量被定义为确定物体的数量和数值。在日常生活中，我们使用米尺来测量物体的长度。它们以厘米和毫米为单位标记。

什么是游标卡尺？

通常，可以使用游标卡尺计算各种物体的尺寸。计算出物体的长、宽、高后，就可以计算出它们的体积。例如，通过计算喷嘴的内径（使用正确的卡爪）和深度（使用深度尺），可以计算出喷嘴的内体积。今天我们生活在数字世界中。

因此，游标尺也得到了新的发展，称为数显游标尺。数显游标尺的滑块上安装有索引系统和电子计算器。它计算测量值并用指示器显示。因此，无需计算所用仪器的余量、零点校正等。

最小刻度值

米尺可以测量的最小值称为其最小刻度值。米尺的分辨率为 1 毫米。使用它，我们可以将材料的长度计算到最接近的毫米。我们可以用游标卡尺测量到 0.1 毫米的精度，用千分尺测量到 0.01 毫米的精度。通常，主刻度以厘米为单位标记，其刻度以毫米为单位。因此，主刻度的最小尺寸为 1 毫米。游标尺共有 10 个刻度。

$$\mathrm{仪器的最小刻度值 =\frac{主刻度的最小刻度值}{游标尺的总刻度数}}$$

$$\mathrm{L.C.=1mm/10=0.1 mm=0.01 cm.}$$

目的

使用游标卡尺计算已知质量的小球体的直径。

所用材料

• 游标卡尺

• 实心球体

理论

可以使用游标卡尺计算各种物体的尺寸。计算出物体的长、宽、高后，就可以计算出它们的体积。例如，通过计算喷嘴的内径（使用正确的卡爪）和深度（使用深度尺），可以计算出喷嘴的内体积。

示意图

图 1. 游标卡尺

游标卡尺由一根标有厘米和毫米刻度的细金属条组成。这称为主刻度。金属条的左端有向上和向下的卡爪固定在主刻度上垂直。这些称为固定卡爪。一个带有上下移动卡爪的滑块安装在固定卡爪的右侧。使用螺钉，可以移动滑块并将其固定在固定位置。

游标尺的刻度标记在滑块上，它随着滑块和游动卡爪一起移动。向下的卡爪用于测量物体的外部尺寸，向上的卡爪用于测量内部尺寸。连接在游标尺右侧的一根细条用于测量非输入物体的深度。

步骤

• 应观察游标卡尺的零点误差。记录观察到的误差。

• 将球体安装在游标卡尺的两极之间，并记录主刻度读数 (PSR)。

• 通过记录哪个游标尺刻度 (VSD)与主刻度读数完全匹配，使用此游标尺刻度进行零点校正将得到正确的游标尺读数 (VSR)。

• 将此 VSR 乘以最小刻度值并添加到主刻度读数 (MSR)。此值为球体的直径。

• 观察球体在不同位置的直径，并在表格中找到其平均直径。由此，计算出球体的半径。

计算

$$\mathrm{游标尺读数 (VSR)=游标尺刻度 (VSD) ± 零点校正 (Z.C)}$$

$$\mathrm{球体直径 D = MSR + (VSR × LC) cm}$$

结果

使用游标卡尺测得的给定小球体的直径为 ________ cm。

误差来源

在测量物理量时，精度至关重要。精度是指我们测量的测量值与真实测量值一致的程度。由于测量仪器故障和测量人员理解错误，会得到不准确的值。

为了获得准确的测量值，始终有必要检查测量仪器的准确性。检查游标尺的零刻度是否与主刻度的零刻度相匹配。如果它们匹配，则表示没有游标误差，如果不匹配，则表示仪表存在游标误差。零点误差可以是正误差或负误差。如果零刻度位于主刻度的右侧，则称为正零点误差。相反，如果它位于左侧，则称为负零点误差。

结论

测量是所有科学领域的基础。它也对我们的日常生活起着至关重要的作用。测量被定义为确定物体的数量和数值。可以使用游标卡尺计算各种物体的尺寸。数显游标尺的滑块上安装有索引系统和电子计算器。它计算测量值并用指示器显示。米尺的分辨率为 1 毫米。使用它，我们可以将材料的长度计算到最接近的毫米。

常见问题解答

1. 什么是误差？

误差的解释可能是真值与测量值之间的差异。真值是多次测量值的平均值。

2. 什么是千分尺？

千分尺是一种精确到百分之一毫米 (0.01 毫米) 的测量仪器。该仪器可以测量细线的直径、薄金属板的厚度等。

3. 定义粗差

粗差称为人为误差。观察者的粗心会导致粗差。例如，当观察者读取读数时，他可能会将 76 写成 70。它被记为错误。

4. 如何减少测量误差？

如果按百分比 (%) 计算的相对差异非常大，则应将其舍弃。使用良好状态的仪器以减少误差。

5. 什么是随机误差？

由于实验条件的微小变化和观察者个人判断而产生的误差称为随机误差。当随机误差完全是由于偶然性造成的，而不是由于观察者个人的偏见造成的，那么它们可能既是正的也是负的。