實(shí)驗(yàn)一基本力學(xué)量-的-測(cè)-量

實(shí)驗(yàn)一基本力學(xué)量的測(cè)量長(zhǎng)度是最基本的物理量。在各種各樣的長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器中，它們的外觀(guān)雖然不同，但其標(biāo)度大都是以一定的長(zhǎng)度來(lái)劃分的。對(duì)許多物理量的測(cè)量都可以歸為對(duì)長(zhǎng)度的測(cè)量，因此，長(zhǎng)度的測(cè)量是實(shí)驗(yàn)測(cè)量的基礎(chǔ)。在進(jìn)行長(zhǎng)度的測(cè)量中，我們不僅要求能夠正確使用測(cè)量?jī)x器，還要能夠根據(jù)對(duì)長(zhǎng)度測(cè)量的不同精度要求，合理選擇儀器，以及根據(jù)測(cè)量對(duì)象和測(cè)量條件采用適當(dāng)?shù)臏y(cè)量手段。密度是表征物體特征的重要物理量，因而密度的測(cè)量對(duì)物體性質(zhì)的研究起著重要的作用。對(duì)于規(guī)則的物體，用物理天平測(cè)出其質(zhì)量，用測(cè)量長(zhǎng)度的方法測(cè)出其體積，即可測(cè)量出物質(zhì)的密度。練習(xí)一長(zhǎng)度的測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.分別用游標(biāo)卡尺及螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量長(zhǎng)方體、球體等試樣的尺寸，并求長(zhǎng)方體、球體的體積；2.多次等精度測(cè)量誤差的運(yùn)算，求絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。實(shí)驗(yàn)儀器游標(biāo)卡尺，螺旋測(cè)微器，待測(cè)物體實(shí)驗(yàn)原理游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺主要由主尺和游標(biāo)兩部分組成。游標(biāo)是在主尺上附加一個(gè)能滑動(dòng)的有刻度的小尺。讀數(shù)時(shí)，主尺上直接讀出主尺最小刻度以上的整數(shù)部分；游標(biāo)上讀出主尺最小刻度以下的數(shù)值。游標(biāo)上ｎ個(gè)分格的總長(zhǎng)度與主尺上（ｎ－１）個(gè)分格的總長(zhǎng)度相等，以ｘ，ｙ分別表示游標(biāo)與主尺上的每一格的長(zhǎng)度，因此。如圖１-１所示是游標(biāo)上ｎ＝10的情形。圖1-1游標(biāo)卡尺原理示意圖主尺與游標(biāo)上每個(gè)分格之差為：σ＝ｙ－ｘ＝ｙ稱(chēng)為游標(biāo)的精度(亦叫測(cè)量的準(zhǔn)確度)，是游標(biāo)卡尺的最小讀數(shù)值，它可以準(zhǔn)確地讀到主尺最小分格值的。常用游標(biāo)的分格值有1/10、1/20、1/50幾種，相應(yīng)的分度值為0.1mm、0.05mm、0.02mm。測(cè)量時(shí)，根據(jù)游標(biāo)“0”線(xiàn)所對(duì)主尺的位置，可在主尺上讀出物體長(zhǎng)度以毫米為單位的整數(shù)部分，毫米以下的長(zhǎng)度部分由游標(biāo)讀出，用游標(biāo)卡尺測(cè)量長(zhǎng)度L的一般表達(dá)式為：式中K是游標(biāo)的“0”線(xiàn)所在處主尺上的整毫米數(shù)，a主尺的最小分度值，n是游標(biāo)的第n條線(xiàn)與主尺的某一條線(xiàn)對(duì)齊（或最靠近）。是游標(biāo)卡尺的準(zhǔn)確度，第二項(xiàng)n就是從游標(biāo)上讀出的毫米以下的長(zhǎng)度部分。如圖1-2中游標(biāo)卡尺：分度值為0.05mm，游標(biāo)的第9格與主尺的某一條線(xiàn)對(duì)齊，所以讀數(shù)為4mm+0.05mm*9=4.45mm。圖1-2游標(biāo)卡尺的讀數(shù)二、螺旋測(cè)微計(jì)（千分尺）螺旋測(cè)微計(jì)是比游標(biāo)卡尺更精密的長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器。它的量程是25mm，分度值是0.01mm。螺旋測(cè)微計(jì)結(jié)構(gòu)的主要部分是微動(dòng)螺旋桿，相鄰螺紋距是0.5mm。因此，當(dāng)螺旋桿旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，它沿軸線(xiàn)方向只前進(jìn)0.5mm。螺旋桿是和螺旋柄相連的，在柄上附有沿圓周的刻度（微分筒）共有50個(gè)等分格。當(dāng)螺旋柄上的刻度轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)分格時(shí)，螺旋桿沿軸線(xiàn)方向前進(jìn)0.5/50mm，即0.01mm。螺旋測(cè)微計(jì)的讀數(shù)可分為三步：首先讀出主尺上的刻線(xiàn)部分；其次讀出套筒上的整刻度數(shù)；最后估計(jì)套筒最小刻度以下部分的數(shù)值。如圖1-3(a)和(b)中螺旋測(cè)微計(jì)的讀數(shù)就是采用這種規(guī)則讀出來(lái)的，它們的讀數(shù)分別為4.905mm和圖1-3螺旋測(cè)微計(jì)的讀數(shù)實(shí)驗(yàn)步驟：靜力稱(chēng)衡法來(lái)確定。方法如下：用天平稱(chēng)出物體在空氣中的質(zhì)量m，然后用一根細(xì)線(xiàn)把物體拴好浸入水中(如圖1-5)，用天平稱(chēng)出物體懸浮在水中的質(zhì)量為m1，則物體在水中受到的浮力為根據(jù)阿基米德原理：浮力的大小等于物體排開(kāi)同體積水的重量，即圖1－5聯(lián)立上兩式，得物體體積為圖1－5由此可得物體的密度式中為水在t℃時(shí)的密度，見(jiàn)附錄。實(shí)驗(yàn)步驟(一)清點(diǎn)主要儀器1.物理天平()2.燒杯()3.待測(cè)金屬塊4.溫度計(jì)()(二)測(cè)量1.調(diào)節(jié)物理天平：2.測(cè)定規(guī)則形狀固體的密度:將待測(cè)長(zhǎng)方體體放在左盤(pán)上，在右盤(pán)上加砝碼，稱(chēng)出待測(cè)物質(zhì)量m;練習(xí)一已測(cè)出體積V,代入公式即可求出該固體密度。3.用流體靜力稱(chēng)衡法測(cè)不規(guī)則形狀固體的密度：①將待測(cè)物體放在左盤(pán)上，在右盤(pán)上加砝碼，稱(chēng)出待測(cè)物質(zhì)量m。②將燒杯裝上水，放在木托盤(pán)上，待測(cè)物用細(xì)線(xiàn)懸吊在水中，稱(chēng)出待測(cè)物在水中的質(zhì)量m1；③用溫度計(jì)測(cè)出水的溫度；④將數(shù)據(jù)填入表一中。(三)列數(shù)據(jù)表格表一.用流體靜力稱(chēng)衡法測(cè)固體的密度不規(guī)則形狀固體測(cè)量值偏差空氣中質(zhì)量m浸入水中時(shí)質(zhì)量m1數(shù)據(jù)處理要求水的密度由水溫根據(jù)書(shū)后附表1查出。誤差傳遞公式：；可令。注意事項(xiàng)使用物理天平稱(chēng)衡物體質(zhì)量時(shí)，稱(chēng)衡前要進(jìn)行調(diào)整。稱(chēng)衡時(shí)，被稱(chēng)物體放在左盤(pán)，砝碼放在右盤(pán)，加減砝碼，必須使用鑷子。放取物體和砝碼時(shí)，移動(dòng)游碼或調(diào)節(jié)水平時(shí)，都要將橫梁止動(dòng)，以免損壞刀口。