大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報告模版

.4Mdh2三峽大學(xué).4Mdh2

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)時間2012年3月14日第3周XX學(xué)院班級學(xué)號2011xxxxxx姓名XX同組者（或組號）18指導(dǎo)老師XXX得分

實(shí)驗(yàn)名稱：長度、質(zhì)量、密度的測量實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?．掌握游標(biāo)卡尺、螺旋測微計(jì)的工程讀數(shù)法，知道天平的結(jié)構(gòu)和維護(hù)常識。2．了解誤差和不確定度的估算方法。實(shí)驗(yàn)原理（摘要）：若待測物體是一直徑為d、高度為h的實(shí)心柱體，于是體積為v=d2h/4當(dāng)待測物體的質(zhì)量為M時，則密度本實(shí)驗(yàn)所用的長度量具分別是游標(biāo)卡尺和螺旋測微計(jì)。卡尺的測微原理是利用可沿主尺平行滑動的更小分度b的副尺（即游標(biāo)）來讀取主尺上不足一個最小分度a的數(shù)值。游標(biāo)上的m格與主尺上的（m-1）格正對，則游標(biāo)的精度為a/m.測讀數(shù)據(jù)時，首先從游標(biāo)的零線讀取主尺上的整分度數(shù)值，然后在游標(biāo)上尋找與主尺上分度線對齊的第n條游標(biāo)線，則所測數(shù)據(jù)為[主尺的整分度數(shù)值+n·（a/m）]。實(shí)際讀數(shù)是利用主尺和游標(biāo)上已經(jīng)標(biāo)示的數(shù)直接讀取。螺旋測微計(jì)是通過精密螺旋使與主尺同軸嵌套的圓柱形鼓輪能繞主尺同軸旋轉(zhuǎn)，鼓輪轉(zhuǎn)一周，主尺正好冒出一個最小分度a，這樣微小的長度量就被放大為旋轉(zhuǎn)角度所對應(yīng)的弧線。若垂直于主尺的軸對稱鼓輪圓周上有m個等分格，則鼓輪的精度為a/m.測量時為防螺旋壓力過大造成量體形變或損壞螺旋，在鼓輪的尾部設(shè)置有辣輪，當(dāng)測量端面靠近待測體時，扭轉(zhuǎn)辣輪至聽到響聲為止即可讀取數(shù)據(jù)。計(jì)數(shù)方法是：首先通過鼓輪繞主尺的腳線讀取主尺上的整分度數(shù)值，不足一個整分度的數(shù)值由鼓輪上去讀?。ㄗ⒁夤雷x）。天平的稱衡是杠桿原理，杠桿的三個點(diǎn)由三個刀峰準(zhǔn)確定位。使用中要注意嚴(yán)格保護(hù)刀峰的安全，刀峰受力要平穩(wěn)，時間要短，并且受力要盡可能在刀峰平面近域。實(shí)驗(yàn)儀器及材料：游標(biāo)卡尺（0.05mm），螺旋測微計(jì)（0.01mm），銅質(zhì)圓柱體物理天平（TW-1型，分度值100毫克、感量100毫克)，砝碼Fg4型（含鑷子）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟一.銅質(zhì)圓柱體質(zhì)量的測量：1、調(diào)節(jié)天平支臂鉛直，即調(diào)底腳螺絲釘，使天平水準(zhǔn)儀的水泡位于中央處。2、調(diào)節(jié)空載天平的平衡。將天平秤盤掛鉤的凹槽置于刀口上，游碼歸零，啟動天平，觀察天平是否平衡，若不平衡，將天平制動后調(diào)節(jié)平衡螺母，如此反復(fù)，直至啟動后

.'

i-hoii-doi銅圓柱體的直徑d/cm銅圓柱體的高度h

零i-hoii-doi銅圓柱體的直徑d/cm銅圓柱體的高度h

零偏讀數(shù)實(shí)值零偏讀數(shù)10.00090.99420.99330.0058.2208.2158.2208.2258.2208.2208.2208.2208.2208.2200.99338

i1

0.25×10s(h)M=53.86g/cmdoiddihoih

h101?hi

-4測i測i

109×10實(shí)值8.2158.2195-4hi

的天平指針在刻度中央近域?qū)ΨQ擺動。3、測柱體質(zhì)量1次。制動情況下左盤放物體，右盤加砝碼，啟動天平考察是否平衡，若不平衡，則制動后調(diào)整砝碼或游碼，再判斷直至平衡后制動，讀記數(shù)據(jù)。4、取下砝碼、物體和秤盤掛鉤，整理并放在合適的位置。二、銅圓柱體直徑的測量1、選取銅質(zhì)圓柱體不同的位置，重復(fù)測量柱體直徑10次，每次測前都要檢查零點(diǎn)偏差，將數(shù)據(jù)填寫于記錄紙的表中。2、整理好螺旋測微計(jì)。三、銅圓柱體高度的測量1、觀察并確定游標(biāo)卡尺的精度。2、測量銅質(zhì)圓柱體的高度10次，每次均要檢查零點(diǎn)偏差，記錄數(shù)據(jù)于表中。注意事項(xiàng)1、使用游標(biāo)卡尺時，注意保護(hù)測量刀口，不要讓被測物體來回摩擦或有摩擦的趨勢。2、測量面與被測物體間的接觸壓力應(yīng)當(dāng)微小，以保護(hù)螺紋不受損壞。3、使用物理天平，應(yīng)注意中間刀口僅僅判別左右是否平衡才支起，刀口受力應(yīng)盡可能在刀口面上，且受力時間盡可能短。取、放待測物體和砝碼，移動游碼或調(diào)節(jié)物理天平時，都必須將橫梁制動，以免損壞刀口。數(shù)據(jù)處理：1、數(shù)據(jù)表格：銅圓柱體測量數(shù)據(jù)表hi=hdi=d測測

量名值次i

20.00080.99410.99330.0058.22030.00060.99400.99340.0058.22540.00070.99410.993408.22550.00080.99420.993408.22060.00060.99410.99350.0058.22570.00080.99410.99330.0058.22580.00070.99400.993308.22090.00050.99400.99350.0058.225100.00060.99400.99340.0058.225算術(shù)平均值d101?10dii1算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差s(d)

.'

n10s(d)n10s(d)0.2510cm

n10s(h)910cmUB（d）來源于螺旋測微計(jì)的精度，其引入的極限

2u

13B

M3

4Md2h

U()2U(d))2U(h))2dh(dd)(dd)iii1i1

(hh)(hh)iii1i1B(h)來源于兩個方面：一是卡尺精度，其引入的極限誤

22

n(n1)109

22

n(n1)1094

4

2.數(shù)據(jù)處理d101?10d0.99338cmii1h101?10h8.2195cmii1直徑測量的B類不確定度誤差△≈0.005mm，視其為均勻分布。則U(d)cmB于是直徑測量的不確定度為U(d)U2(d)U(d)s2(d)U2(d)3104cmABB高度測量的B類不確定度差△1≈0.05mm;二是卡尺兩夾持刀口所在平面與柱體軸不平行，若偏離2mm,由此引入的極限誤差可利用直角三角形估算為△2≈0.025mm,視△1、△2均勻分布，于是

U(h)(()20.00330.004cmB

U(h)s2(h)u2(h)0.00350.004cm質(zhì)量M的B類不確定度U（M）來源于天平的精度，其引入的極限誤差取天平感量I的B一半，即△M=I/2=0.05g,視其均勻分布，則質(zhì)量的不確定度

U(M)=U(M)=≈0.029gB于是8.45438g/cm3

E(U(m)M)2((0.80%

U()E8.454380.80%0.07g/cm3故所求密度的大小為：U()(8.450.07)g/cm3

.'

U()(8.450.07)g/cm3

U()(8.450.07)g/cm3

EE(U(h))2h(2?U()0.80%U(d))2U(M))2dM(

3、誤差原因分析：

柱體兩端有形變，有些方位直徑測量值比中段大，但有些又比中段小，受測量次數(shù)的限制，沒有探討統(tǒng)計(jì)性結(jié)論。高度測量中，由于柱體較高，且兩端面又