初中中学物理测量工具的认识和使用

初中物理测量工具的认识和使用

一、长度的测量

（1）测量工具

①刻度尺：指各种有刻度的尺子，如直尺、卷尺、三角尺、皮尺等，通常在日常生活、生产中测量长度时使用。

②精密测量工具：如需对物体进行更精确的测量，就要选用精确度比较高的测量工具进行测量，如游标卡尺、螺旋测微器等常用于机械加工的精密测量，而激光测距仪通常用于远距离精确测量中。

（2）测量长度最常用的基本工具是刻度尺，如图所示，在使用刻度尺前，应观察下表中的内容。

零刻度线它的零刻度线在哪里，是否磨损

量程即测量范围，是指刻度尺一次能测出的最大长度

分度值是指相邻两刻度线之间的长度，它决定测量的精确程度（3）正确使用刻度尺，应该做到的“五会”

会选“会选”是指根据测量要求选择适当分度值和量程的刻度尺。选量程：选择刻度尺的量程时，要选择一次就能测完全长，不必分段测量的；选分度值：分度值越小的刻度尺，其测量精确程度越高。而测量对象不同，所需要的精确程度也不同，要根据测量需要合理选择不同精确程度的刻度尺。例如：在安装门窗玻璃时进行的测量，精确程度要求较高，长度一般只有几十厘米，因此要选用分度值是1毫米的米尺；而测量教室的长和宽时，精确程度要求不高，长度较大，选用分度值是1里面的且量程较大的卷尺较合适。

会放“会放”是将零刻度线对准被测物体的一端，有刻度线的一边要紧靠被测物体，与被测边保持平行，不能歪斜；零刻度线磨损的刻度尺，可使某整数刻度线对齐物体，用物体另一边对准刻度值减去这一整数刻度值，就可得到物体的实际长度。

会看“会看”是指读数时，视线要正对刻度线，即视线与尺面垂直，不能斜视。

会读“会读”是指在读数时，要注意区分大格和小格的数目，除准确读出分度值的数字外，还要估读到分度值的下一位数字。如中是准确值，是估计值。

会记“会记”是指除了正确无误地记下所读出的数值外，还要住上测量单位，只写数值而未标明单位的记录是无意义的，而忘记写单位是初学者最容易放的错误。

方法技巧：

刻度尺的使用口诀：观察量分零【即观察量程、分度值、零刻度线】；根据需要选【即按测量要求（量程、分度值）选择刻度尺】；紧贴平行放【即刻度尺有刻度线的一边要紧贴被测物体，平行放置】；估读带单位【即必须且只能估读到分度值的下一位并带上单位】。

注意：①记录时要注意：准确值＋估读值=测量值，数值后面标明单位。

②使用不同分度值的刻度尺进行测量，所达到的精确程度不同，

如图所示，甲刻度尺分度值为或1mm，即精确到毫米，测量值可以

读为，其中是准确值，是估计值。乙刻度尺分度值为1cm，只能精

确到厘米，可以读为，其中2cm为精确值，为估计值。可见上面的刻度尺就没有下面的刻度尺精确。反过来我们根据测量值可知道所用的刻度尺分度值是1mm，所用的刻度尺的分度值是1cm。所以和是不一样的。

③测量结果是由准确值和估计值组成的，多次测量取平均值，最后结果保留有效数字的位数应与测量值一致。

二、机械停表

①实验室里常用的计时工具是停表（机械停表和电子停表），如图所

示是机械停表的表盘。在它的正面是一个大表盘，上方有小表盘。秒针

沿大表盘转动，分针沿小表盘转动。

②停表的使用：①一调：先进行调节，按下归零按钮，使指针指在“0”处。

②二按：按动停表控制按钮开始计时。③三停：计时结束时，要按动停表控制按钮，这时停表会停在最后计时处。

③机械停表的读数

大盘：秒针转动一圈的时间通常有30s和60s两种，分度值对应的也有两种：

一种是，另一种是。机械停表的读数为小表盘的分钟数＋大表盘的秒数。先读小盘的读数，他的单位是分钟，看上面的示数可知每分钟分为前半分钟和后半分钟，要注意看它是指向哪半分钟。接着读大盘的读数，他的单位是秒，如果是前半分钟就读0-30s，若为后半分钟则读31-60s。

三、温度计的使用

温度计的正确使用方法

注意事项

使用前观察量程。即明确它所能测量的最高温度和最低温度，所测温度不能超出此范围认清分度值，即温度计上最小一格所表示的数值，反映了温度计的精确程度使用时会选：估计被测物体的温度，选择合适的温度计

会放：温度计的玻璃泡全部浸入被测的液体中，不能碰到容器壁或容器底

会读：示数稳定后再读数，读数时玻璃泡要继续留在液体中，

视线与温度计中液柱的液面相平

会记：记录温度数值，不可漏写或错写单位

总结：温度及使用时常见的五种错误

12345

错错错错错

温度计的玻璃泡与容器壁接触温度计的玻璃

泡与容器底接

触

温度计的玻璃

泡没有全部浸

入被测液体中

视线没有与温

度计中液柱的

液面相平

读数时，温度计的玻

璃泡没有继续留在

被测液体中

体温计

1、体温计用于测量人体温度。如图所示的体温计，玻璃泡里装的液体是水银，量程为35摄氏度－42℃，分度值是℃。

2、体温计是医用温度计，除了测温范围和分度值的设计要符合测量体温的要求外，它与一般温度计相比还有一个主要区别：在存储水银的玻璃泡和直玻璃管之间的管做得很细。测量体温时，水银膨胀通过细小的管上升，当体温计离开人

体后，水银因温度降低而收缩，水银柱便在细管处断开，水银不会自动流回玻璃泡内，所以体温计可以离开人体再读数。正因为如此，在每次使用体温计前都要用手拿着它的上部用力向下甩几次，使水银重新回到玻璃泡中。

3、体温计、实验室用温度计、寒暑表的主要区别

体温计实验室用温度计寒暑表

构造玻璃泡和直玻璃管之间的管很细玻璃泡和直玻璃管之间无小细管玻璃泡和直玻璃管之间无小细管量程35℃－42℃-20℃－110℃-30℃－50℃

分度值℃1℃1℃

用法①离开人体读数

②用前需甩①不能离开被测物体读数

②不允许甩

①不能离开被测物体读数

②不允许甩

四、天平的使用

1、天平的结构

实验室常用工具：托盘天平，如图所示。

托盘天平的构造：分度盘、横梁、标尺、游码、指针、

平衡螺母、托盘等，每架天平都有一盒配套的砝码。

2、天平的使用步骤

①放平：把天平放在水平台面上，对于需要调节底座水平的天平，应先调节底座下面的螺钉，使底座水平。

②拨零：把游码拨到标尺左端的零刻度线处。

③调平：调节横梁两端的平衡螺母，使指针指在分度盘的中央刻度线处（或指针在中央刻度线左右两侧摆动的幅度相等）。调节平衡螺母的方法：把平衡螺母向指针偏向的反方向调，若指针向左偏，这时应向右调平衡螺母；若指针向右偏，这时应向左调平衡螺母。（可简记为“左偏右调”或“右偏左调”）。

④测量：称量前，估计一下被测物体的质量；称量时，把被测物体放在左盘

中，用镊子按“先大后小”的顺序依次在右盘中试加砝码，若最小的砝码也不能使横梁平衡，此时需要调节游码在标尺上的位置，直到横梁恢复平衡。这里要注意：物体和砝码要遵循“左物右码”原则，加砝码要“先大后小”。

⑤读数：右盘中砝码的总质量加上游码在标尺上所对的刻度值，就等于左盘中被测物体的质量。读取游码在标尺上所对的刻度值时，应以游码左侧边缘所对刻度为准。

⑥整理：测量完毕，把物体取下，用镊子把砝码放回盒内，把游码拨回标尺左端的零刻度线处，以备下次使用。

注意：（1）测量前天平平衡的调节遵循“放平拨零调平衡”的原则，即把天平水平放置，把游码拨到零刻度线处再调节平衡螺母，当指针偏左时，将平衡螺母向右调，反之向左调，此时千万不要移动游码。

（2）测量时天平平衡的调节遵循“左物右码移游码”的原则，即把被测物体放在做盘中，用镊子在右盘中加减法吗，加减砝码时要由大到小进行，带最小的砝码加上后右盘微翘时再移动游码，直至横梁恢复平衡，注意此时不能在调节平衡螺母。

3、天平使用的四个注意事项

①每个天平都有自己的“称量”和“感量”，“称量”是指天平所能称量的物体的最大质量，“感量”是指天平所能称量的物体的最小质量。被测物体的质量超过称量会损坏天平；被测物体的质量小于感量，将无法测出物体的质量。

②已调解好的天平，当位置移动后应重新调节横梁平衡，方可进行测量。

③潮湿的物体和化学药品不能直接放在天平的托盘中。

④想盘中加减砝码时要用镊子，不能用手接触砝码，不能把砝码弄湿、弄脏。

五、量筒的使用

1、用途：量筒是测量液体体积的仪器，也可以利用排开液体的体积的方法测量固体的体积。

2、单位：一般实验室里的量筒使用毫升（mL）为单位标度的（一般在量筒壁上标注单位）。1mL=1cm3=10-6m3。量筒上相邻两条刻度线之间的体积为分度值。最上面的刻度是量筒的最大测量值。

3、量筒的使用方法

①在测量前应根据被测物体的体积和测量精度的要求来选择合适的量筒。使用前，首先要观察量筒的单位标度、量程和分度值。

②使用量筒测量体积时，应将量筒放在水平桌面上，量筒内的液面大多数是凹液面（如水、煤油灯形成的液面），也有的液面呈凸形（如水银面）。

4、使用量筒的五个注意事项

①量筒呈圆柱形，体积与高度成正比，刻度均匀，量筒没有零刻度线，刻度数由下向上逐渐变大，其单位一般是“mL”，1mL=1cm3.

②实验室中量筒量程一般有10mL、20mL、50mL、100mL、100mL几种，分度值也各不相同，分度值越小，测量结果越精确，但并不是越小越好。测量前要根据测量精度要求和被测物体体积等因素选择量筒的量程和分度值。

③量筒是测量液体体积的仪器，也可以用排液法间接测出固体的体积。用排液法测固体体积时，量筒内要预先倒入适量的

液体，若液体过少，放入固体后，液体不能浸

没固体；若液体过多，放入固体后，液面会超

过量筒量程。

④读数时，视线一定要与液体凹液面的底部（或凸液面的顶部）保持相平，俯视或仰视时的读数均不准，俯视时的读数会偏大，仰视时的读数会偏小。

⑤不能用量筒测量对玻璃有腐蚀性的液体的体积。

六、弹簧测力计

测量力的大小的工具叫测力计。实验室中常用的测力计

是弹簧测力计。

1、弹簧测力计的结构：弹簧、指针、刻度盘、挂钩、

吊环等。常用的弹簧测力计的构造如图所示。

2、实验探究：研究弹簧测力计的测力原理

①如图甲所示是一根弹簧在拉力作用下被拉伸的实

验情景，根据实验中的拉力（F）大小和对应的伸长量（x），在图乙中采用描点法画出弹簧的伸长量（x）与拉力（F）图像。

②从图乙中可以看出，在0-4N的范围内，图像是一条过坐标原点的直线，说明弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。当拉力大于4N时，伸长量与拉力不成正比关系。

③事实上，当拉力超过4N时，弹簧发生形变后撤去外力，弹簧无法自动的恢复到原来的形状。这种情况我们称之为形变超出了弹性限度。

探究归纳：通过实验可以发现，在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越长，且弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比，这就是弹簧测力计的测力原理。

弹簧测力计（弹簧秤）的工作原理：在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量越大。

注意：①前提：在弹性限度内②重点：弹簧的伸长量。弹簧不受拉力时的长度叫弹簧的原长，弹簧受到拉力后的长度叫弹簧现在的长度，弹簧手拉力后的长度减去弹簧的原长叫做弹簧的伸长量。

3、使用方法：

①估计被测物体，选择合适的弹簧测力计

②认清量程：加在弹簧测力计上的力不允许超过他的最大测量值

③认清分度值：每个弹簧测力计都有它的分度值，使用前要认清每个小格表示多少牛

④认清零点：使用前检查指针是否指在零刻度线上，如果不在先调零，调不到零刻度线上时，如果在零刻度之下，记号零点误差继续使用，指针在零刻度之上则换用其他测力计。

⑤使用前拉动几下：避免指针与刻度盘摩擦过大或卡壳

⑥测量时：拉力的方向应沿弹簧的轴线方向

⑦读数时：弹簧测力计和被测物体应处于静止或匀速直线运动下方可读数，视线要与指针所对的刻度线垂直

七、液体压强计

①作用：测量液体内部压强的仪器

②构造：如图可知，液体压强计主要由U形管、橡胶管、探头（由空金属盒蒙上橡皮膜构成）三部分构成。

③原理：放在液体里的探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变，U 形管左右两侧液面就会产生高度差，高度差的大小反映了橡皮膜所受的压强的大小。

（3）实验探究：液体内部的压强特点

探究归纳：液体内部朝各个方向都有压强；在液体内部的同一深度向各个方向的压强都相等；深度越深，压强越大；液体内部压强的大小还跟液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。

（4）在探究液体内部的压强特点时，注意以下三点。①实验前应检查蒙在金属盒上的橡皮膜、连接用的橡皮管及各连接处是否漏气，常用方法是用手轻按橡皮膜，观察压强计U形管两边液面的高度差是否发生变化，如果变化，说明不漏气；如果不变，说明漏气，则要查出原因，加以修整。②明确实验所使用液体是什么。③不能让压强计U形管中液面的高度差过大，以免使部分有色液体从管中流出，如果流出了，要把连接用的橡皮管取下重新连接。

八、密度计

用途：是测定液体密度的仪器

构造：密度计是一根上部标有刻度，形状特殊的玻璃管，管下部的玻璃泡内封装小铅丸或水银。

原理：密度计是根据物体漂浮时的受力平衡及阿基米德原理制成的。

刻度特点：密度计在任何液体里都呈漂浮状态，所受浮力大小不变，都等于

它受到的重力。根据浮力计算公式F

浮=ρ

液

gV

排

可知，液体密度较大时，排开液

体体积较小，密度计露出液面的体积大，反之就小，所以密度计上的刻度值是上面较小而下面较大，且刻度线之间的距离是不均匀的，上面距离大，下面距离小。

读数：密度计上的数值表示待测液体密度是水密度的倍数。如“”表示该液体密度是×103kg/m3。

九、验电器

1、验电器的构造及工作原理

（1）验电器的构造如图所示

（2）作用：检验物体是否带电。

（3）原理：同种电荷互相排斥。

（4）使用方法：将被检验的物体与验电器的金属球接触，如果验电器的两片金属箔张开一定的角度，则说明物体带电。

（5）验电器能粗略的比较物体带电的多少。对同一个验电器来说，金属箔张开的角度越大，物体带电越多。

（6）验电器检验物体带电的种类的方法：先让验电器带上某种已知的电荷，使两片金属箔张开一个小角度，再用被检验物体接触验电器的金属球，两片金属箔张角变大，被检验物体与验电器所带的电荷是同种电荷；金属箔的张角先闭合后张开，被检验物体与验电器所带的电荷是异种电荷。验电器两片金属箔的张角变小，则不能判断被检验物体是否带电以及带什么电荷。

规律总结：检验物体是否带电有三种方法：（1）看物体能否吸引轻小物体；（2）利用电荷间相互作用的规律判断；（3）利用验电器检验。

十、电流表

①作用：测量电路中电流的大小

②符号：

③量程：学生实验中常用的电流表有三个接线柱，两个量程（，0-3A）

当左端标有“－”号的接线柱和中间标有“”的接线柱连入电路中时，电流表的量成为，此时电流的大小要按指针所在位置表盘下排的数值读取；当左端标有“—”号的接线柱和右端标有“3”的接线柱连入电路中时，电流表的量成为0-3A，此时要按表盘上排的数值读数。

2、电流表的使用规则

3、正确理解电流表的使用规则应注意的几个问题

①使用电流表前首先要校零（使指针对准表头刻度盘的零刻度线），同时明确电流表的量程和分度值。

②电流表实质上相当于一根导线（学习了电阻后就会理解），若将电流表并联在被测电路两端，电流表会把被测电路短路，电路中电流会过大而容易损坏电流表或电源。

③若能预先估计被测电流的大小，根据估计的电流的大小，选择合适量程的电流表。若不能估计被测电流的大小，可采用大量程“试触法”选择合适的量程。试触时，将电流表的大量程接入电路，闭合开关，观察电流表指针偏转的范围，

如果超过大量程，应迅速断开开关，换用更大量程的电流表；如果指针偏转的范围小于大量程而大于小量程，应选用大量程；如果小于小量程，应选用小量程。

④在不超过量程的前提下，选用小量程测得的电流值要比选用大量程测得的电流值准确，这是因为小量程的分度值小，精确度高。

⑤试触出现的情况及原因：

a、指针不动：电路断路；

b、指针偏转过大：所选量程小了；

c、这阵偏转很小：所选量程大了；

d、指针向0刻度线左侧偏转：“+”“—”接线柱接反了。

方法技巧：分析电流表的连接时，首先要明确需要测量通过那个用电器或那段电路的电流，而且电流表必须与被测用电器串联，其次是电流表连入电路时，电流是“+”进“—”出。

4、电流表的读数

①明确所选电流表的量程。例如，0—或0—3A。

②确定电流表的分度值，即表盘上的一个小格代表电流的大小。例如，电流表的量程是0—3A，表盘上从0到最右端共有30个小格，那么每一个小格就代表，即分度值为；如果电流表量程是，那么每一个小格就代表，即分度值为。

③接通电路后，观察电流表指针总共向右偏过了多少个小格，这样就能知道电路中的电流。

电流表读数的口诀：一看接线柱，明确其量程；二看最小格，确定分度值；三看指针处，正视仔细读。

注意：当电流表指针指示的位置一定时，用大量程读取的数值是用小量程读

取的数值的5倍。

十一、电压的测量

电压的高低用电压表测量，电压表在电路图中的符号是：。

（1）电压表的构造：如图所示。

（2）电压表的量程：学生用的电压表有三个接线柱，两个量程。

当用“－”和“3”两个接线柱时，量程为0~3V，每一个小格表示。；当用“－”和“15”两个接线柱时，量程为0~15V，每一小格表示。

（3）电压表的使用方法

注意：在测量电压时，选用的电压表量程的最大测量值应等于或稍大于被测电路两端的电压，为提高读数的准确性，在被测电压不超过量程最大测量值的情况下，尽可能用小量程进行测量。在不能估计被测电压的大小时，要用“试触法”来选择量程。选用大量程将电压表接入电路，开关轻轻闭合一下立即断开，同时观察指针的偏转情况。若示数大于3V、小于15V，应选用0~15V量程；若示数小于3V，为提高读数的准确性，应选用0~3V量程。

拓展：试触法选择电压表量程可能会遇到的四种情况及解决方法：

①指针不偏转，则可能电路中有断路，也可能电压表的接线有断路，应逐一

检查各接线柱，排除故障。

②指针反向偏转，则“＋”“－”接线柱接反了，应改接。

③指针正向偏转超过最大刻度值，则选择的量程较小，应改接较大的量程。

④指针正向偏转很小的角度，则选择的量程较大，可以根据实际情况改接较小的量程。

（4）电压表的读数

电压表的读数步骤为：①明确所选电压表的量程；②确定所使用量程的分度值；③由指针所指的位置，读出电压表的示数。

方法技巧：电压表读数口诀：一看接线柱，明确其量程；二看最小格，确定分度值；三看指针处，正视仔细读。

注意：指针指在同一位置时，选用0~15V量程的读数是选用0~3V量程读数的5倍。因此，若其中一个量程的刻度模糊不清时，可根据另一个量程的刻度进行读数，然后根据两个量程之间的倍数关系来计算被测电压值的大小。

十二、电能的计量

1、电能的计量工具——电能表，也叫电度表，是计量用电器在一段

时间内消耗电能多少的仪表。

2、电能表的读数

电能表计数器上显示着数字，计数器前后两次示数之差就是这段时间内用电的度数（消耗电能的多少），单位是kW·h（度）。注意电能表计数器中最后一位数字是小数（十分位）。

3、电能表上所标参数的含义

（1）“220V”——这个电能表应该在220V的电路中使用。

（2）“10（20）A”——这个电能表的标定电流为10A ，额定最大电流为20A 。电能表工作时的电流不能超过额定最大电流。

（3）“50Hz”——这个电能表在频率为50Hz 的交流电路中使用。

（4）“3000revs/（kW·h）”——接在这电能表上的用电器，每消耗1kW·h 电能，电能表上的转盘转过3000转。

4、电能表上所标参数涉及的计算题

电路中允许接入P=UI=220V ×20A=4400W 的用电器

某一用电器单独接入电路正常工作时间t ，电能表转过n 转，

则t 时间内消耗的电能为)(106.3)(6J N n h kW N n W 单位：单位：??=?=

， 该用电器的功率为）（单位：），则单位为单位为（若W Nt n kW h Nt n

P 6106.3t ??==。