实小验报告基本测量.doc

实验题目：基本测量 1、实验目的 （1）掌握游标卡尺的读数原理和使用方法，学会测量不同物体的长度。 （2）掌握千分尺（螺旋测微器）和物理天平的使用方法。 （3）测量规则固体密度。 （4）测量不规则固体密度。 （5）学会正确记录和处理实验数据，掌握有效数字记录、运算和不确定度估算。 2、实验仪器 游标卡尺(量程：125mm，分度值：0.02mm，零点读数：0.00mm)、螺旋测微计(量程：25mm，分度值：0.01mm，零点读数：-0.005)、物理天平(量程：500g，感量：0.05g)、温度计(量程：100℃，分度值：1℃ )。 3、实验原理 1、固体体积的测量 圆套内空部分体积V空＝πd2内H／4 圆筒材料的体积V＝圆筒壁的体积= 其相对不确定度计算公式为： 不确定度为： ①游标卡尺的工作原理 游标卡尺是利用主尺和副尺的分度的微小差异来提高仪器精度的。如图1所示的“十分游标”，主尺上单位分度的长度为1mm，副尺的单位分度的长度为0.9mm，副尺有10条刻度，当主、副尺上的零线对齐时，主、副尺上第n (n为小于9的整数) 条刻度相距为n×0.1=0.n mm，当副尺向右移动0.n mm时，则副尺上第n条刻度和主尺上某刻度对齐。由此看出，副尺移动距离等于0.1mm的n倍时都能读出，这就是“十分游标”能把仪器精度提高到0.1mm的道理。 钢珠(球)的体积 ②螺旋测微计的工作原理 如图2所示，A为固定在弓形支架的套筒，C是螺距为0.5mm的螺杆，B为活动套筒,它和测微螺杆连在一起。活动套筒旋转一周,螺杆移动0.5mm。活动套筒左端边缘沿圆周刻有50个分度，当它转过1分度，螺杆移动的距离δ=0.5/50=0.01mm，这样，螺杆移动0.01mm时，就能准确读出。 ③移测显微镜 移测显微镜的螺旋测微装置的结构和工作原理与螺旋测微计相似，所以能把仪器精度提高到0.01mm。由于移测显微镜能将被测物体放大，因而物体上相距很近的两点间的距离也能测出。 2、固体和液体密度的测量 (1)流体静力称衡法 ①固体密度的测定，设用物理天平称衡一外形不规则的固体，m，，m1，0，: ρ固=mρ0/(m-m1) ②液体密度的测定 先用物理天平称衡一固体，m，，m1，，m2，水的密度为ρ0，: ρ液=ρ0(m-m2)/(m-m1) (2)用比重瓶测液体的密度，设空比重瓶的质量为m1，充满密度为ρx3待液体时的质量为m2，充满和该液体同温度的蒸馏水时的质量为m3，比重瓶在该温度下容积为V，水的密度为ρ0，则 ρ=ρ0(m2-m1)/(m3-m1) 3、实验内容及数据记录表格 一、用游标卡尺（千分尺）测量铜套的高H、外径D、内径d等基本量度，估算各直接测量量的不确定度。计算出物体的体积，估算不确定度。 表1-2 游标卡尺(量程125mm、最小分度值Δ仪=0.02mm、零点读数0.00mm)测量铜管外形尺寸 1 2 3 4 5 6 平均值 UA UB UC H(mm) 35.64 35.66 35.64 35.64 35.66 35.64 35.65 0.01 0.01 0.01 D(mm) 24.00 24.02 23.98 24.00 24.00 24.00 24.00 0.00 0.01 0.01 d(mm) 16.10 16.08 16.10 16.10 16.08 16.08 16.09 0.01 0.01 0.01 =0.0046mm≈0.01mm 同样可以计算出UA(D)=0.00843mm ≈0.01mm，UA(d)=0.00989mm≈0.01mm， UB===0.01mm UC(H)= =0.0150mm≈0.01mm, UC(D)==0.0123mm≈0.01mm， UC(d)= =0.0141mm≈0.01mm， 计算铜套的体积及其不确定度： V==9128.02mm3=9.1280×10-6(m) =22.45 mm3=22.45×10-9(m) 测量结果为：铜套的体积V=(9.13±0.02) ×10-6(m) 二、用螺旋测微器（外径用千分尺）测量小铁球的直径D，并计算其体积 最小分度值Δ仪=0.01mm，系统误差=仪器的零点读数= -0.005mm 钢珠 1 2 3 4 5 6 平均值 UA UB UC D(mm) 9.532 9.532 9.531 9.533 9.533 9.531 9.532 0.004 0.006 0.01 钢珠的直径为：D=9.532±0.006 =0.004 UB===0.006mm UC(D)==0.0072mm≈0.01mm， V=3.142/6×9.542×9.542×9.542=454.9599494≈454.96mm3 三