物理小实验长度测量常见的几种特殊方法

小实验 / 2016-12-26 / 花香调 / 1400℃

长度的测量是最基本的测量,日常生活中最常用的工具有钢卷尺、三角尺、直尺,而像游标卡尺、螺旋测微器较精密仪器并不常用。当我们手边测量工具仅有直尺和三角尺时,而测量的对象却是不规则(或者非直线形)物体,用常规方法不能直接测出其长度,现举一些长度测量常见的特殊方法,有利于学生扩展视野,提高兴趣,活跃思维。

1.化曲为直法

适用范围:这种方法适用于测量较短的曲线。

具体做法:把棉线的起点放在曲线的一端点处,让它顺着曲线弯曲,标出曲线另一端点在棉线处的记号作为终点,然后把棉线拉直,用刻度尺量出棉线起点至终点间的距离,即为曲线长度。

实例:测圆形空碗的碗口边缘的长度、测地图上两点间的距离、硬币的周长、圆柱的周长、胸围、腰围等。

2.滚轮法

适用范围:这种方法适用于测量比较长的曲线。

具体做法:用一轮子,先测出其直径,后求出其周长,再将轮沿曲线滚动,记下滚动的圈数,最后将轮的周长与轮滚动的圈数相乘,所得的积就是曲线的长度。

实例:测操场跑道的长度、测一个椭圆形花坛的周长。

3.辅助法

适用范围:这种方法适用于部分形状规则的物体,某些长度端点位置模糊,或不易确定。

具体做法:用刻度尺将不能直接测出的物体长度,借助于三角板或桌面将待测物体卡住,把不可直接测量的长度转移到刻度尺上,从而直接测出该长度。如图所示(注意用三角板的直角边夹住物体,并与刻度尺垂直)。

实例:测硬币、球、圆柱的直径,圆锥的高、人的身高等。

4.累积法

适用范围:某些难以用常规仪器直接准确测量的物理量。

具体做法:把某些难以用常规仪器直接准确测量的物理量用累积的方法,将小量变大量,不仅可以便于测量,而且还可以提高测量的准确程度,减小误差。

实例:测一张纸的厚度,可将100张叠起来测量,除以100算出平均数。测量细铜丝的直径,把细铜丝在铅笔杆上紧密排绕n圈成螺线管,用刻度尺测出螺线管的长度L,则细铜丝直径为L/n。将细铜线密绕在铅笔上,用总宽度除以匝数算出铜线的直径。

5.几何法

适用范围:对于不能分割或攀登的某些较高的树木、旗杆或建筑物等。

具体做法:利用被测物和参照物及其阳光下的影子组成相似图形,通过它们之间的比例关系求出被测物的高度。如借助于一长度可测的木杆或人自身的高度,根据物体与影长构造出两个相似三角形,然后利用相似三角形的性质求得树木或建筑物的高度。

实例:要测一旗杆AB的高度

先测出其影长BC,人的高度A′B′及人的影长B′C′,它们分别构成两个相似直角三角形,如上图所示。由相似三角形的性质可得:

综上所述,长度测量的方法及形式多种多样,同学们不妨在实际生活中开动脑筋尝试应用,有利于深刻理解相关知识。



选自:《初中物理自制教具》
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