大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告之長度基本測量

1、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告評分姓名 學(xué)號學(xué)院 班級實(shí)驗(yàn)日期2017 年5月23_日實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)樓B411室實(shí)驗(yàn)名稱長度的基本測量組號第組【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? .掌握游標(biāo)卡尺、螺旋測微計(jì)和讀數(shù)顯微鏡的原理。2 .學(xué)會游標(biāo)卡尺、螺旋測微計(jì)和讀數(shù)顯微鏡的使用方法。3 .運(yùn)用誤差理論和有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，并分析產(chǎn)生誤 差的原因?！緦?shí)驗(yàn)器材】游標(biāo)卡尺、螺旋測微計(jì)、讀數(shù)顯微鏡、待測物體（鐵制圓筒、金屬絲、小鋼珠、毛細(xì)管各一件）。【實(shí)驗(yàn)原理】1、游標(biāo)卡尺構(gòu)造及讀數(shù)原理游標(biāo)卡尺主要由兩部分構(gòu)成，如（圖1）所示：在一毫米為單位的主尺上附加一個(gè) 能夠滑動的有刻度的小尺（副尺），叫游標(biāo)，利用它可以把主尺估讀的那位

2、數(shù)值較為 準(zhǔn)確地讀出來。圖1游標(biāo)卡尺在構(gòu)造上的主要特點(diǎn)是：游標(biāo)上N個(gè)分度格的總長度與主尺上（N-1）個(gè)分度格的長度相同，若主尺上最小分度為 a,游標(biāo)上最小分度值為b,則有（式1）Nb =（N -1）a那么主尺與游標(biāo)上每個(gè)分格的差值（游標(biāo)的精度值或游標(biāo)的最小分度值）是:、.a.b.a.aN/=1a N N（式2）5cin,山山山Hiu主尺圖4薛標(biāo)圖2常用的游標(biāo)是五十分游標(biāo)（N=50）,即主尺上49mm與游標(biāo)上50格相當(dāng)，見圖2-7。五十分游標(biāo)的精度值 法0.02mm。游標(biāo)上刻有0、1、2、3、9,以便于讀數(shù)。毫米以上的讀數(shù)要從游標(biāo)“ 0”刻度線在主尺上的位置讀出，毫米以下的數(shù)由游 標(biāo)（副尺）讀出

3、。即：先從游標(biāo)卡尺“ 0”刻度線在主尺的位置讀出毫米的整數(shù)位，再從游標(biāo)上讀 出毫米的小數(shù)位。游標(biāo)卡尺測量長度的普遍表達(dá)式為l =ka +n6（式 3）式中，k是游標(biāo)的“0”刻度線所在處主尺刻度的整刻度（毫米）數(shù)， n是游標(biāo)的第n條線與主尺的某一條線重合，a=1mm。圖3所示的情況，即1=21.58mm。5234 J 611山；ill山ill liuhil JjL山|“山"1"山"1山山.|川的|巾力11市川川卜 1. m 4& T _氣- 減除圖3在用游標(biāo)卡尺測量之前，應(yīng)先把量爪 A、B合攏，檢查游標(biāo)的“ 0”刻度線是否 與主尺的“0”刻度線重合。如不重合

4、，應(yīng)記下零點(diǎn)讀數(shù)，加以修正，即待測量1=11-10 其中，11為未作零點(diǎn)修正前的讀數(shù)值，1o為零點(diǎn)讀數(shù)。1o可以正，也可以負(fù)。使用游標(biāo)卡尺時(shí)，可一手拿物體，另一手持尺，如圖4所示。要特別注意保護(hù)量2、螺旋測微器(千分尺)常見的螺旋測微器如(圖5)所示。它的量程是25mm,分度值是0.01mm圖5螺旋測微器結(jié)構(gòu)的主要部分是一個(gè)微螺旋桿。 螺距是0.5mm。因此，當(dāng)螺旋桿旋 一周時(shí)，它沿軸線方向只前進(jìn) 0.5mm。螺旋柄圓周上，等分為 50格，螺旋桿沿軸線 方向前進(jìn)0.01mm時(shí)螺旋柄圓周上的刻度轉(zhuǎn)過一個(gè)分格。這就是所謂機(jī)械放大原理。測量物體長度時(shí)，應(yīng)輕輕轉(zhuǎn)動螺旋柄后端的棘輪旋柄，推動螺旋桿，把待

5、測物體剛好夾住時(shí)讀數(shù)，可以從固定標(biāo)尺上讀出整格數(shù)，(每格0.5mm)。0.5mm以下的讀數(shù)則由螺旋柄圓周上的刻度讀出，估讀到 0.001mm這一位上。如圖6(a)和(b),其讀 數(shù)分別為 5.650mm、5.150mm國周外度的讀數(shù)雁域圖6(1)記錄零點(diǎn)讀數(shù)，并對測量數(shù)據(jù)作零點(diǎn)修正。(2)記錄零點(diǎn)及將待測物體夾緊測量時(shí)， 應(yīng)輕輕轉(zhuǎn)動棘輪旋柄推進(jìn)螺桿，轉(zhuǎn)動小棘 輪時(shí)，只要聽到發(fā)出喀喀的聲音，即可讀數(shù)。【實(shí)驗(yàn)步驟】一、游標(biāo)卡尺的使用1 .先使游標(biāo)卡尺的兩量爪密切結(jié)合，測零點(diǎn)讀數(shù)，若游標(biāo)上的零刻線 與主尺上的零刻線重合，則零點(diǎn)讀為零。右手握主尺，用拇指推動游標(biāo)尺 上小輪，使游標(biāo)尺向右移動到某一任意位

6、置，固定螺絲M后讀出長度值。 在掌握操作方法和讀數(shù)方法后開始測量。2 .用游標(biāo)卡尺測圓筒的內(nèi)徑、 外徑、深度和高度，填入表一。注意要 取不同的位置反復(fù)測五次，按表中的要求填寫各項(xiàng)，并求出圓筒內(nèi)體積、 絕對誤差、相對誤差和測量結(jié)果。二、螺旋測微計(jì)的使用1 .掌握螺旋測微計(jì)注意事項(xiàng)，熟悉使用方法和讀數(shù)方法后，再開始測 量。2 .記下零點(diǎn)讀數(shù)，測量小鋼球和金屬絲的直徑各五次。將測量值填入 表二中，并求鋼球的體積和金屬絲的截面積以及它們的絕對誤差、 相對誤 差和測量結(jié)果。三：讀數(shù)顯微鏡的使用1 .掌握讀數(shù)顯微鏡的使用方法和注意事項(xiàng)。2 .用讀數(shù)顯微鏡測小圓片的內(nèi)徑。將讀數(shù)顯微鏡對準(zhǔn)小圓片，調(diào)節(jié)物 距看

7、清管口的像，測其內(nèi)徑。調(diào)轉(zhuǎn)小圓片，對另一邊進(jìn)行測量。每端測三 次。3 .將測量數(shù)據(jù)記錄表中【數(shù)據(jù)記錄與處理表一：用游標(biāo)卡尺測量圓管體積游標(biāo)卡尺的精密度：mm項(xiàng)目12345平均值絕對誤 差平均絕 對誤差測量結(jié)果外徑D(mm)內(nèi)徑 d (mm)高 h(mm)圓筒內(nèi)的體積 V=-d2h =4相對誤差”M100% = 2”十絲)x100% =V1dhi絕對誤差：V =V =1測量結(jié)果 V ；：V =表二：用千分尺測量鋼球的直徑千分尺的精密度： mm 零點(diǎn)讀數(shù)D0 =mm項(xiàng)目12345平均值絕對誤 差平均絕對 誤差測量結(jié)果直讀值(mm)X測量值(mm)，一，一一一 1 一C鋼球體積 V =二D 3 =6

8、相對誤差100% =3100% =VD,、， V絕對誤差：V =V、，.*.=V測量結(jié)果 V =表三：用讀數(shù)顯微鏡測量圓環(huán)的內(nèi)徑讀數(shù)顯微鏡的精密度：mm項(xiàng)目12345平均值絕對誤 差平均絕 對誤差測量結(jié)果x1(mm)x2 (mm)D(mm)【原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)粘貼處】【思考題】2 .使用游標(biāo)卡尺時(shí)應(yīng)該注意什么？1、游標(biāo)卡尺是比較精密的測量工具， 要輕拿輕放，不得碰撞或跌落地下。使用時(shí)不要用來測量粗糙的物體，以免損壞量爪，避免與刃具放在一起， 以免刃具劃傷游標(biāo)卡尺的表面，不使用時(shí)應(yīng)置于干燥中性的地方， 遠(yuǎn)離酸 堿性物質(zhì)，防止銹蝕。2、測量前應(yīng)把卡尺揩干凈，檢查卡尺的兩個(gè)測量面和測量刃口是否平直 無損，

9、把兩個(gè)量爪緊密貼合時(shí)，應(yīng)無明顯的間隙，同時(shí)游標(biāo)和主尺的零位 刻線要相互對準(zhǔn).這個(gè)過程稱為校對游標(biāo)卡尺的零位。3、移動尺框時(shí)，活動要自如，不應(yīng)有過松或過緊，更不能有晃動現(xiàn)象。用固定螺釘固定尺框時(shí)，卡尺的讀數(shù)不應(yīng)有所改變。在移動尺框時(shí)，不要忘記松開固定螺釘，亦不宜過松以免掉了。4、用游標(biāo)卡尺測量零件時(shí)，不允許過分地施加壓力，所用壓力應(yīng)使兩個(gè) 量爪剛好接觸零件表面。如果測量壓力過大，不但會使量爪彎曲或磨損， 且量爪在壓力作用下產(chǎn)生彈性變形，使測量得的尺寸不準(zhǔn)確（外尺寸小于實(shí)際尺寸，內(nèi)尺寸大于實(shí)際尺寸）。5、在游標(biāo)卡尺上讀數(shù)時(shí)，應(yīng)把卡尺水平的拿著，朝著亮光的方向，使人 的視線盡可能和卡尺的刻線表面垂直

10、，以免由于視線的歪斜造成讀數(shù)誤 差。6、為了獲得正確的測量結(jié)果，可以多測量幾次。即在零件的同一截面上 的不同方向進(jìn)行測量。對于較長零件，則應(yīng)當(dāng)在全長的各個(gè)部位進(jìn)行測量， 務(wù)使獲得一個(gè)比較正確的測量結(jié)果。3 .使用千分尺時(shí)應(yīng)該注意什么？1、千分尺是一種精密量具，使用時(shí)應(yīng)小心謹(jǐn)慎，動作輕緩，不要讓它受 到打擊和碰撞。千分尺內(nèi)的螺紋非常精密，使用時(shí)要注意：旋鈕和測力 裝置在轉(zhuǎn)動時(shí)都不能過分用力；當(dāng)轉(zhuǎn)動旋鈕使測微螺桿靠近待測物時(shí)，一定要改旋測力裝置，不能轉(zhuǎn)動旋鈕使螺桿壓在待測物上； 當(dāng)測微螺桿 與測砧已將待測物卡住或旋緊鎖緊裝置的情況下，決不能強(qiáng)行轉(zhuǎn)動旋鈕。2、有些千分尺為了防止手溫使尺架膨脹引起微小的誤差，在尺架上裝有 隔熱裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)手握隔熱裝置，而盡量少接觸尺架的金屬部分。3、使用千分尺測同一長度時(shí)，一般應(yīng)反復(fù)測量幾次，取其平均值作為測量結(jié)果。4、千分尺用畢后，應(yīng)用紗布擦干凈，在測砧與螺桿之間留出一點(diǎn)空隙