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        測量一元硬幣周長的四種方法

        2019-06-17 02:13:52中國人民大學(xué)附屬中學(xué)朝陽學(xué)校馬思羽
        發(fā)明與創(chuàng)新 2019年26期
        關(guān)鍵詞:測量實驗方法

        文 中國人民大學(xué)附屬中學(xué)朝陽學(xué)校馬思羽

        如何運(yùn)用特殊方法測量物體的周長,測量一元硬幣周長是一個很好的實驗,我采用了以下四種方法。

        直接測量直徑法是先測量一元硬幣的直徑,再運(yùn)用圓周公式計算;化曲為直法是將硬幣周長轉(zhuǎn)換為紙條長度進(jìn)行測量;滾動法是測量硬幣滾動一周的長度;排水法是測量10枚一元硬幣的排水體積,再測量其總厚度,利用圓柱體積公式計算硬幣半徑,再求周長。

        一、直接測量直徑法

        如圖1,將一枚一元硬幣置于兩塊直角三角板直角邊之間,將其緊緊夾住,再將刻度尺有刻度的一面緊貼硬幣下方,其中一塊三角板的直角邊對齊刻度尺整刻度線位置。

        在刻度尺上讀出兩條直角邊的距離,即硬幣的直徑。根據(jù)硬幣的直徑計算硬幣周長,即 =π 。按上述方法測量3次,求出平均值。

        圖1

        二、化曲為直法

        用鳳尾夾夾住4枚硬幣,注意硬幣要上下對齊。用紙條緊緊繞在硬幣側(cè)面,在紙條的重疊處用針扎孔,如圖2。用刻度尺量出兩個孔之間的距離,即為硬幣周長。用同樣的方法測量3次,求出平均值。

        圖2

        三、滾動法

        用雙面膠把刻度尺固定在白紙上,將硬幣平放,從側(cè)面確定一個標(biāo)記,使其對準(zhǔn)0刻度點,用手指輕壓硬幣上側(cè)并滾動,如圖3。讀出標(biāo)記處再次滾至刻度尺上的刻度,即為硬幣周長。用同樣的步驟測量3次,求出平均值。

        圖3

        四、排水法

        將量筒裝入一定量的水并記錄水的體積1,如圖4。把10枚硬幣用細(xì)線固定,慢慢置于量筒中,記錄裝入硬幣后水面上升的刻度2,用2減去1得出10枚硬幣的體積。

        測量10枚硬幣的厚度,根據(jù)圓柱

        = ,推出 =/,用10枚硬幣的體積除以10枚硬幣的厚度,得出一枚硬幣的底面積。

        根據(jù)底面積 =π2,求得半徑 。根據(jù)周長 =2π,求出周長。按照以上步驟測量3次,并取平均值。

        圖4

        圖5

        圖6

        五、如何減小誤差

        實驗中,誤差是不可避免的,為減少誤差,可增加實驗測量次數(shù)、多次測量取平均值,對實驗測量方案進(jìn)行改進(jìn),使用精度更高的測量工具等。

        本實驗在測量工具精度一定的條件下,使用科學(xué)的測量方法來減少誤差。比如,方法一中提高刻度尺的精確度、科學(xué)讀取數(shù)據(jù),方法二中繞硬幣所用的紙張越薄越好,方法三中保證硬幣不打滑,方法四中盡量避免量杯壁沾水等。

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