大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告之長度密度測量實(shí)驗(yàn)報(bào)告

長度與密度的測量·試驗(yàn)匯報(bào)長度測量:一、試驗(yàn)?zāi)康?.理解米尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器的測量原理和使用措施。2.熟悉儀器的讀數(shù)規(guī)則及有效數(shù)字運(yùn)算法則。3.掌握直接測量、間接測量的數(shù)據(jù)處理措施及測量不確定度估計(jì)措施。二、試驗(yàn)原理米尺米尺是平常生活中最常用的長度測量儀器。米尺的量程大多是0~1000.0mm，均勻分度，分度值為1.0mm，其讀數(shù)規(guī)則應(yīng)是估計(jì)到其分度值的1/10。注意：待測物與米尺刻度線貼緊；若米尺刻線從端邊開始，測量時(shí)從非端邊的整刻度線作為起點(diǎn)；可由不一樣起點(diǎn)進(jìn)行多次測量，以減小系統(tǒng)誤差。視差的來源是由于待測對象與標(biāo)尺不緊貼，以致測量者從不一樣角度看去，會導(dǎo)致讀數(shù)的差異，如圖1所示。此外，讀數(shù)時(shí)應(yīng)使待測物斷面在兩眼連線的垂直平分線上，應(yīng)養(yǎng)成用兩只眼睛讀數(shù)的習(xí)慣。圖1游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺的構(gòu)造如圖2所示，量爪A、C與主尺L相連，B、D及深度尺G與副尺S相連；M為緊固螺釘，N為推把。A、B構(gòu)成內(nèi)測量爪，可測內(nèi)徑及槽寬；C、D構(gòu)成外測量爪，可測長度、厚度及外徑；G可測深度及臺高。當(dāng)卡口合攏時(shí)，主、副尺“0”刻度線重疊，深度尺端面與主尺端面重疊。主尺的長度決定了游標(biāo)卡尺的量程，副尺的刻度決定了游標(biāo)卡尺的分度值。圖2圖3游標(biāo)卡尺的原理：主尺上n-1個分度所對應(yīng)的長度為（n-1）mm,副尺上n個分度所對應(yīng)的長度也是（n-1）mm，如圖3所示，因此主尺與副尺每個分度值之差即格差為εx=mm=mmεx就是游標(biāo)卡尺的最小分劃單位即分度值。一般游標(biāo)卡尺有10、20、50、100分度等幾種，所對應(yīng)分度值分別為：0.1mm、0.05mm、0.02mm和0.01mm，使用的比較廣泛的是50分度游標(biāo)卡尺。游標(biāo)卡尺的讀數(shù)措施是：游標(biāo)卡尺的讀數(shù)由主尺讀數(shù)和副尺讀數(shù)兩部分構(gòu)成，主尺上讀出毫米位的精確數(shù)，毫米如下的尾數(shù)由副尺讀出。若副尺上第m個刻線與主尺上某刻線（k+m）重疊，因格差為εx，故可斷定副尺零刻線與主尺上第k個刻度線相距mεx.于是可得待測長度為x=kmm+mεx操作注意事項(xiàng)：①使用卡尺應(yīng)采用左手持物，右手握尺，用右手大拇指控制推把，使游標(biāo)沿著主尺滑動，被測物應(yīng)放在量爪的中間部位（厚的地方）；②測內(nèi)徑時(shí)量爪與待測物軸線平行，測外徑時(shí)量爪與待測物軸線垂直，測深度時(shí)主尺端面應(yīng)與待測物端面吻合；③測量前記下零點(diǎn)讀數(shù)xo,注意判斷xo的正負(fù)，多次測量時(shí)在其平均值中減去xo；④注意保護(hù)卡尺，測量時(shí)不應(yīng)將待測物卡得太緊，卡住待測物體后切忌來回挪動；用完將其緊固螺釘M松開。3.螺旋測微器螺旋測微器是運(yùn)用螺旋進(jìn)退來測量長度的儀器，常用于測量小球的直徑、金屬絲的直徑和薄板的厚度。試驗(yàn)室中常用的螺旋測微器的外形如圖4所示，量程為25mm,分度值為0.01mm,極限誤差為0.004mm.圖4讀數(shù)時(shí)，要讀出主尺上的讀數(shù)尚有微分筒上的讀數(shù)，注意不要丟掉主尺上也許露出的“半整數(shù)”，副尺讀數(shù)時(shí)應(yīng)包括一位小數(shù)。此外，使用螺旋測微器測量物體之前，應(yīng)先記錄零點(diǎn)讀數(shù)xo.這是由于當(dāng)轉(zhuǎn)動棘輪使測微螺桿與頂砧剛接觸時(shí)，微分筒的端面的讀數(shù)應(yīng)為0.000mm,否則就應(yīng)當(dāng)記錄初始讀數(shù)，也就是零點(diǎn)讀數(shù)，以便對測量值進(jìn)行修正，測量成果應(yīng)是：測量值＝讀數(shù)值－零點(diǎn)讀數(shù)。讀零點(diǎn)讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意微分筒上的零刻度線在主尺橫線的上方還是下方，對應(yīng)零點(diǎn)讀數(shù)分別為正值還是負(fù)值。注意事項(xiàng)：①為防止弓形手柄熱膨脹，使用螺旋測微器應(yīng)左手捏持弓形手柄上的絕熱塑料墊塊；②測量時(shí)不得直接旋轉(zhuǎn)副尺套筒；③測量小球直徑在桌面上完畢，不要將螺旋測微器拿起來讀數(shù)；④測量完畢，應(yīng)將測微螺桿退回幾轉(zhuǎn)，使頂砧、測微螺桿離開一定間隙，以防外界溫度變化時(shí)因熱膨脹而使頂砧、測微螺桿過度壓緊、損壞螺紋。三、試驗(yàn)儀器米尺、50分度游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、教科書、半空心圓柱體、鋼球。四、試驗(yàn)環(huán)節(jié)1.以米尺測量教科書的寬度l。測量時(shí)采用如下四種不一樣的措施各測4次：（1）米尺同一起點(diǎn)，對教科書同一位置（l1i）；（2）同一起點(diǎn)，不一樣位置（l2i）；（3）不一樣起點(diǎn)，同一位置（l3i）；（4）不一樣起點(diǎn)，不一樣位置（l4i）。2.以游標(biāo)卡尺在不一樣方位測量半空心圓柱體（圖2）的外徑D1、內(nèi)徑D2、高度H1及深度H2各4次，并求其體積。圖23.以螺旋測微器在鋼球不一樣位置的三互垂方向測量其直徑D6次，并求其體積。五、數(shù)據(jù)處理用米尺測量教科書寬度l單位：； 允差：0.01； 0.0058cm次數(shù)il1l2l3l4起點(diǎn)終點(diǎn)起點(diǎn)終點(diǎn)118.490.008218.4902.0020.4918.490.00822.0020.4918.490218.4818.493.0021.4918.493.0021.4918.49318.500.004118.4904.0022.4818.480.00414.0022.4918.490418.4918.495.0023.5018.505.0023.4918.49平均18.490.004918.49018.490.004918.4900.0080.0060.0080.006用到的重要公式：，，，成果表達(dá)：l1=18.49±0.008l2=18.49±0.006 l3=18.49±0.008 l4=18.49±0.006 用游標(biāo)卡尺測半空心圓柱的幾何尺寸并求體積：單位：；零點(diǎn)讀數(shù)0.000；允差：0.002；Ubx=0.0012cm物理量次數(shù)13.0000.00153.0000.00122.0000.00152.452023.0023.0022.0002.45233.0000.000583.0000.00062.0020.000582.452043.0023.0002.0022.452平均3.0010.00073.0010.00072.0010.00072.45200.00000190.00000190.00000190.0012用到的重要公式：V=成果體現(xiàn)式：Uv=0.0001313.516±0.00013cm3用螺旋測微器測定鋼球直徑求體積：單位：；零點(diǎn)讀數(shù)：x0=-0.0009；允差：0.0004；UbD=0.000058三互垂直徑次數(shù)DxiDyiDzi12.22152.22162.221522.22162.22152.2215未修正零點(diǎn)2.22153修正零點(diǎn)2.2224sDi0.000050.000026uaD0.000029uD0.00006用到的重要公式：

V=U成果體現(xiàn)式：

UV=密度測量:一、試驗(yàn)?zāi)康?.理解測定密度的基本措施。2.掌握用靜力稱衡法測定不規(guī)則固體的原理和措施。二、試驗(yàn)原理對于形狀不規(guī)則的物體，可用流體靜力稱衡法間接地測出其體積，用靜力稱衡法測定固體或液體的密度，最終可轉(zhuǎn)化為質(zhì)量的測量。設(shè)牛角扣在空氣中的視質(zhì)量m，燒杯和水的質(zhì)量m1，放入牛角扣后，燒杯和水的質(zhì)量m2，水的密度為ρ（m2-m1）g=ρ水gVm=ρV排則ρ=三、試驗(yàn)儀器電子天平、鐵架臺、牛角扣、已知液體（水）、玻璃燒杯、細(xì)線、溫度計(jì)。四、試驗(yàn)環(huán)節(jié)1.測定牛角扣在空氣中的質(zhì)量m；2.測定牛角扣在水中的視質(zhì)量m1。先稱出燒杯和水的質(zhì)量m2；然后用細(xì)線拴住牛角扣，懸吊于燒杯的液體中，不要露出水面或接觸燒杯底或杯壁，稱出燒杯、水和牛角扣的質(zhì)量和m3；牛角扣在水中的視質(zhì)量m1=m3-m2；3.獲得水的精確密度ρ0，在試驗(yàn)前后分別測室溫θ和水溫θ五、注意事項(xiàng)1.嚴(yán)格遵守天平操作環(huán)節(jié)和操作規(guī)則。天平使用前需要預(yù)熱。首先要調(diào)整4個腳使儀器保持平衡，水平儀內(nèi)氣泡位于圓圈中央。稱量物品要放在秤盤中央。注意初始要將天平清零；2.在液體中稱衡時(shí)應(yīng)注意不使待測物體露出水面或接觸燒杯，并應(yīng)防止待測液體與水混合；3.試驗(yàn)中應(yīng)注意隨時(shí)排除附著于待測樣品上的氣泡，排除措施可以用細(xì)絲輕輕搖振；4.不要去皮。六、數(shù)據(jù)處理單位：質(zhì)量g，密度:g/cm3水溫：T=（T1+T2）/2=(15.95+17.9)/2=16.93℃ρ水=998.80kg/m3=0.9988g/cm物理量次數(shù)m0im1im2i13.76282.15285.301.192223.75282.06285.271.166833.75281.94285.141.1705平均值1.1765用到的重要公式：

ρ成果體現(xiàn)式：ρ=1.1765g/cm試驗(yàn)思索及總結(jié)：一、某游標(biāo)卡尺的分度值為0.01mm，主值分度值為0.5mm。試問：其游標(biāo)的分度數(shù)為多少?游標(biāo)部分的長度為多少？答：游標(biāo)的分度數(shù)為50，游標(biāo)部分的長度為24.5mm。二、待測物體放入液體后,表面為何會產(chǎn)生氣泡?怎樣做