(完整精品)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告之長(zhǎng)度基本測(cè)量

1、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)分B411室姓名 學(xué)號(hào)學(xué)院 班級(jí)實(shí)驗(yàn)日期 2017 年 5 月 23 日實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)樓 實(shí)驗(yàn)名稱 長(zhǎng)度的基本測(cè)量 組號(hào) 第組 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 掌握游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微計(jì)和讀數(shù)顯微鏡的原理。2. 學(xué)會(huì)游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)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。【實(shí)驗(yàn)器材】 游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微計(jì)、讀數(shù)顯微鏡、待測(cè)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(dòng)的有刻度的小尺（副尺） ，叫

2、游標(biāo)，利用它可以把主尺估讀的那位數(shù)值較為 準(zhǔn)確地讀出來(lái)。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(zhǎng)度與主尺上（ N-1） 個(gè)分度格的長(zhǎng)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Nb (N 1)a (式 1)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 1 1 aNN式 2）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(jiàn)圖 2 7。五十分游標(biāo)的精度值 =0.02mm。游標(biāo)上刻有 0、l、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

3、數(shù)由游 標(biāo)（副尺）讀出。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?gòu)挠螛?biāo)上讀 出毫米的小數(shù)位。游標(biāo)卡尺測(cè)量長(zhǎng)度的普遍表達(dá)式為l ka n （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 l=21.58mm。圖3在用游標(biāo)卡尺測(cè)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，應(yīng)記下零點(diǎn)讀數(shù)， 加以修正， 即待測(cè)量 l=l1-l0 其中， l1為未作零點(diǎn)修正前的讀數(shù)值， l0為零點(diǎn)讀數(shù)。 l0可以正，也可以負(fù)。使用

4、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 爪不被磨損。使用時(shí)輕輕把物體卡住即可讀數(shù)。圖42、螺旋測(cè)微器 (千分尺 )常見(jiàn)的螺旋測(cè)微器如(圖 5)所示。它的量程是 25mm，分度值是 0.01mm圖5螺旋測(cè)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(guò)一個(gè)分格。這就是所謂機(jī)械放大原理。測(cè)量物體長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋柄后端的棘輪旋柄，推動(dòng)螺旋桿，把待測(cè)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

5、 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。圖6(1)記錄零點(diǎn)讀數(shù)，并對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)作零點(diǎn)修正。(2)記錄零點(diǎn)及將待測(cè)物體夾緊測(cè)量時(shí)， 應(yīng)輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)棘輪旋柄推進(jìn)螺桿， 轉(zhuǎn)動(dòng)小棘 輪時(shí)，只要聽(tīng)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(cè)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(dòng)游標(biāo)尺 上小輪， 使游標(biāo)尺向右移動(dòng)到某一任意位置， 固定螺絲 M 后讀出長(zhǎng)度值。 在掌握操作方法

6、和讀數(shù)方法后開(kāi)始測(cè)量。2. 用游標(biāo)卡尺測(cè)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(cè)五次，按表中的要求填寫(xiě)各項(xiàng)，并求出圓筒內(nèi)體積、 絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差和測(cè)量結(jié)果。二、螺旋測(cè)微計(jì)的使用1. 掌握螺旋測(cè)微計(jì)注意事項(xiàng)， 熟悉使用方法和讀數(shù)方法后， 再開(kāi)始測(cè) 量。2. 記下零點(diǎn)讀數(shù)， 測(cè)量小鋼球和金屬絲的直徑各五次。 將測(cè)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(duì)誤差、 相對(duì)誤 差和測(cè)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(cè)小圓片的內(nèi)徑。 將讀數(shù)顯微鏡對(duì)準(zhǔn)小圓片， 調(diào)節(jié)物 距看清管口的像，測(cè)其內(nèi)徑。調(diào)轉(zhuǎn)小

7、圓片，對(duì)另一邊進(jìn)行測(cè)量。每端測(cè)三 次。3. 將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄表中。V數(shù)據(jù)記錄與處理】表一：用游標(biāo)卡尺測(cè)量圓管體積游標(biāo)卡尺的精密度： mm項(xiàng)目12345平均值絕對(duì)誤 差平均絕 對(duì)誤差測(cè)量結(jié)果外徑 D(mm)內(nèi)徑 d(mm)高 h(mm)圓筒內(nèi)的體積 Vd 2h=4相對(duì)誤差 V 100% 2 d h 100% V d h絕對(duì)誤差 V V測(cè)量結(jié)果 V V表二：用千分尺測(cè)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(duì)誤 差平均絕對(duì)誤差測(cè)量結(jié)果直讀值（ mm）測(cè)量值（ mm）13鋼球體積 VD3 =VD相對(duì)誤差 V 100% 3 D 100%VD絕對(duì)誤差 V V VV測(cè)量

8、結(jié)果 V V表三：用讀數(shù)顯微鏡測(cè)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(duì)誤 差平均絕 對(duì)誤差測(cè)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】1. 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(cè)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(lái)測(cè)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(cè)量前應(yīng)把卡尺揩干凈，檢查卡尺的兩個(gè)測(cè)量面和測(cè)量刃口是否平直 無(wú)損，把兩個(gè)量爪緊密貼合時(shí)， 應(yīng)無(wú)明顯的間隙， 同時(shí)游標(biāo)和主尺的零位 刻線要相互對(duì)準(zhǔn)

9、 . 這個(gè)過(guò)程稱為校對(duì)游標(biāo)卡尺的零位。3、移動(dòng)尺框時(shí)，活動(dòng)要自如，不應(yīng)有過(guò)松或過(guò)緊，更不能有晃動(dòng)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(dòng)尺框時(shí)， 不要 忘記松開(kāi)固定螺釘，亦不宜過(guò)松以免掉了。4、用游標(biāo)卡尺測(cè)量零件時(shí)，不允許過(guò)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(cè)量壓力過(guò)大，不但會(huì)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(cè)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，以免由于視線的歪斜造成讀數(shù)誤 差。6、為了獲得正

10、確的測(cè)量結(jié)果，可以多測(cè)量幾次。即在零件的同一截面上 的不同方向進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于較長(zhǎng)零件，則應(yīng)當(dāng)在全長(zhǎng)的各個(gè)部位進(jìn)行測(cè)量， 務(wù)使獲得一個(gè)比較正確的測(cè)量結(jié)果。2. 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(dòng)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(cè)力 裝置在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)都不能過(guò)分用力；當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕使測(cè)微螺桿靠近待測(cè)物時(shí)， 一定要改旋測(cè)力裝置， 不能轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕使螺桿壓在待測(cè)物上； 當(dāng)測(cè)微螺桿 與測(cè)砧已將待測(cè)物卡住或旋緊鎖緊裝置的情況下，決不能強(qiáng)行轉(zhuǎn)動(dòng)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