使用遊標卡尺測量小球體的直徑

---

簡介

使用遊標卡尺測量小球體的直徑在我們的日常生活中有很多實際應用。測量是所有科學領域的基礎。它也對我們的日常生活起著至關重要的作用。檢視您的身高，為您的房屋購買牛奶。諸如在比賽中計時朋友之類的動作需要測量。測量回答諸如多長、多重和多快之類的問題。

測量是指將一個物體的屬性或現象與另一個物體的屬性或現象進行比較，併為該物體或現象分配數值的過程。測量被定義為確定物體的數量和數值。在日常生活中，我們使用米尺來測量物體的長度。它們以釐米和毫米為單位標記。

什麼是遊標卡尺？

通常，可以使用遊標卡尺計算各種物體的尺寸。計算出物體的長、寬、高後，就可以計算出它們的體積。例如，透過計算噴嘴的內徑（使用正確的卡爪）和深度（使用深度尺），可以計算出噴嘴的內體積。今天我們生活在數字世界中。

因此，遊標尺也得到了新的發展，稱為數顯遊標尺。數顯遊標尺的滑塊上安裝有索引系統和電子計算器。它計算測量值並用指示器顯示。因此，無需計算所用儀器的餘量、零點校正等。

最小刻度值

米尺可以測量的最小值稱為其最小刻度值。米尺的解析度為 1 毫米。使用它，我們可以將材料的長度計算到最接近的毫米。我們可以用遊標卡尺測量到 0.1 毫米的精度，用千分尺測量到 0.01 毫米的精度。通常，主刻度以釐米為單位標記，其刻度以毫米為單位。因此，主刻度的最小尺寸為 1 毫米。遊標尺共有 10 個刻度。

$$\mathrm{儀器的最小刻度值 =\frac{主刻度的最小刻度值}{遊標尺的總刻度數}}$$

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

目的

使用遊標卡尺計算已知質量的小球體的直徑。

所用材料

• 遊標卡尺

• 實心球體

理論

可以使用遊標卡尺計算各種物體的尺寸。計算出物體的長、寬、高後，就可以計算出它們的體積。例如，透過計算噴嘴的內徑（使用正確的卡爪）和深度（使用深度尺），可以計算出噴嘴的內體積。

示意圖

圖 1. 遊標卡尺

遊標卡尺由一根標有釐米和毫米刻度的細金屬條組成。這稱為主刻度。金屬條的左端有向上和向下的卡爪固定在主刻度上垂直。這些稱為固定卡爪。一個帶有上下移動卡爪的滑塊安裝在固定卡爪的右側。使用螺釘，可以移動滑塊並將其固定在固定位置。

遊標尺的刻度標記在滑塊上，它隨著滑塊和遊動卡爪一起移動。向下的卡爪用於測量物體的外部尺寸，向上的卡爪用於測量內部尺寸。連線在遊標尺右側的一根細條用於測量非輸入物體的深度。

步驟

• 應觀察遊標卡尺的零點誤差。記錄觀察到的誤差。

• 將球體安裝在遊標卡尺的兩極之間，並記錄主刻度讀數 (PSR)。

• 透過記錄哪個遊標尺刻度 (VSD)與主刻度讀數完全匹配，使用此遊標尺刻度進行零點校正將得到正確的遊標尺讀數 (VSR)。

• 將此 VSR 乘以最小刻度值並新增到主刻度讀數 (MSR)。此值為球體的直徑。

• 觀察球體在不同位置的直徑，並在表格中找到其平均直徑。由此，計算出球體的半徑。

計算

$$\mathrm{遊標尺讀數 (VSR)=遊標尺刻度 (VSD) ± 零點校正 (Z.C)}$$

$$\mathrm{球體直徑 D = MSR + (VSR × LC) cm}$$

結果

使用遊標卡尺測得的給定小球體的直徑為 ________ cm。

誤差來源

在測量物理量時，精度至關重要。精度是指我們測量的測量值與真實測量值一致的程度。由於測量儀器故障和測量人員理解錯誤，會得到不準確的值。

為了獲得準確的測量值，始終有必要檢查測量儀器的準確性。檢查遊標尺的零刻度是否與主刻度的零刻度相匹配。如果它們匹配，則表示沒有遊標誤差，如果不匹配，則表示儀表存在遊標誤差。零點誤差可以是正誤差或負誤差。如果零刻度位於主刻度的右側，則稱為正零點誤差。相反，如果它位於左側，則稱為負零點誤差。

結論

測量是所有科學領域的基礎。它也對我們的日常生活起著至關重要的作用。測量被定義為確定物體的數量和數值。可以使用遊標卡尺計算各種物體的尺寸。數顯遊標尺的滑塊上安裝有索引系統和電子計算器。它計算測量值並用指示器顯示。米尺的解析度為 1 毫米。使用它，我們可以將材料的長度計算到最接近的毫米。

常見問題解答

1. 什麼是誤差？

誤差的解釋可能是真值與測量值之間的差異。真值是多次測量值的平均值。

2. 什麼是千分尺？

千分尺是一種精確到百分之一毫米 (0.01 毫米) 的測量儀器。該儀器可以測量細線的直徑、薄金屬板的厚度等。

3. 定義粗差

粗差稱為人為誤差。觀察者的粗心會導致粗差。例如，當觀察者讀取讀數時，他可能會將 76 寫成 70。它被記為錯誤。

4. 如何減少測量誤差？

如果按百分比 (%) 計算的相對差異非常大，則應將其捨棄。使用良好狀態的儀器以減少誤差。

5. 什麼是隨機誤差？

由於實驗條件的微小變化和觀察者個人判斷而產生的誤差稱為隨機誤差。當隨機誤差完全是由於偶然性造成的，而不是由於觀察者個人的偏見造成的，那麼它們可能既是正的也是負的。