(完整精品)大学物理实验报告之长度基本测量.docxVIP

. . 大学物理实验报告 姓名 学号 评 学院 班级 分 实验日期 2017 年 5 月 23 日实验地点：实验楼 B411 室 实验名称 长度的根本测量 组号 第组 【实验目的】 、螺旋测微计和读数显微镜的原理。 游标卡尺、螺旋测微计和读数显微镜的使用方法。 误差理论和有效数字的运算规那么完成实验数据处理， 并分析产生误差的原因。 【实验器材】 游标卡尺、螺旋测微计、读数显微镜、待测物体〔铁制圆筒、金属丝、小钢珠、毛细管各一件〕。 【实验原理】 1、游标卡尺构造及读数原理 游标卡尺主要由两局部构成，如 (图 1)所示：在一毫米为单位的主尺上附加一个能够滑动的有刻度的小尺〔副尺〕 ，叫游标，利用它可以把主尺估读的那位数值较为准确地读出来。 图 1 游标卡尺在构造上的主要特点是：游标上 N 个分度格的总长度与主尺上〔 N-1〕个分度格的长度相同，假设主尺上最小分度为 a，游标上最小分度值为 b，那么有 Nb ( N a 〔式 1〕 那么主尺与游标上每个分格的差值〔游标的精度值或游标的最小分度值〕是： a b a a N 1 1 a 〔式 2〕 N N 图 2 常用的游标是五十分游标 (N=50)，即主尺上 49mm 与游标上 50 格相当，见图 2 –7。五十分游标的精度值 δ=0.02mm。游标上刻有 0、l、2、3、 、9，以便于读数。毫米以上的读数要从游标“ 0〞刻度线在主尺上的位置读出，毫米以下的数由游 标〔副尺〕读出。 即：先从游标卡尺“ 0〞刻度线在主尺的位置读出毫米的整数位，再从游标上读出毫米的小数位。 游标卡尺测量长度的普遍表达式为 l ka n 〔式 3〕 式中， k 是游标的“ 0〞刻度线所在处主尺刻度的整刻度〔毫米〕数， n 是游标的第 n 条线与主尺的某一条线重合， a=1mm 。图 3 所示的情况，即 l。 图 3 在用游标卡尺测量之前，应先把量爪 A、B 合拢，检查游标的“ 0〞刻度线是否与主尺的“0〞刻度线重合。 如不重合， 应记下零点读数， 加以修正， 即待测量 l=l 1-l0。其中， l1 为未作零点修正前的读数值， l0 为零点读数。 l0 可以正，也可以负。 使用游标卡尺时，可一手拿物体，另一手持尺，如图 4 所示。要特别注意保护量爪不被磨损。使用时轻轻把物体卡住即可读数。 图 4 2、螺旋测微器 (千分尺 ) 常见的螺旋测微器如〔图 5〕所示。它的量程是 25mm，分度值是。 图 5 螺旋测微器结构的主要局部是一个微螺旋杆。 螺距是。因此，当螺旋杆旋一周时， 它沿轴线方向只前进。螺旋柄圆周上，等分为 50 格，螺旋杆沿轴线方向前进时螺旋柄圆周上的刻度转过一个分格。这就是所谓机械放大原理。 测量物体长度时，应轻轻转动螺旋柄后端的棘轮旋柄，推动螺旋杆，把待测物体 刚好夹住时读数，可以从固定标尺上读出整格数， 〔每格〕。以下的读数那么由螺旋柄圆周上的刻度读出，估读到这一位上。如图 6(a)和(b)，其读数分别为、。 图 6 记录零点读数，并对测量数据作零点修正。 记录零点及将待测物体夹紧测量时， 应轻轻转动棘轮旋柄推进螺杆， 转动小棘轮时，只要听到发出喀喀的声音，即可读数。 【实验步骤】 一、游标卡尺的使用 先使游标卡尺的两量爪密切结合， 测零点读数， 假设游标上的零刻线与主尺上的零刻线重合， 那么零点读为零。 右手握主尺， 用拇指推动游标尺上小轮，使游标尺向右移动到某一任意位置，固定螺丝 M 后读出长 度值。在掌握操作方法和读数方法后开始测量。 用游标卡尺测圆筒的内径、 外径、深度和高度， 填入表一。 注意要取不同的位置反复测五次，按表中的要求填写各项，并求出圆筒内体积、 绝对误差、相对误差和测量结果。 二、螺旋测微计的使用 掌握螺旋测微计考前须知， 熟悉使用方法和读数方法后， 再开始测 量。 记下零点读数， 测量小钢球和金属丝的直径各五次。 将测量值填入表二中，并求钢球的体积和金属丝的截面积以及它们的绝对误差、 相对误差和测量结果。 三：读数显微镜的使用 掌握读数显微镜的使用方法和考前须知。 用读数显微镜测小圆片的内径。 将读数显微镜对准小圆片， 调节物距看清管口的像，测其内径。调转小圆片，对另一边进行测量。每端测三 次。 将测量数据记录表中。 【数据记录与处理】 表一：用游标卡尺测量圆管体积 游标卡尺的精密度： mm 工程 1 2 3 4 5 平均值 绝对误 差 平均绝对误差 测量结果 外径 D(mm) 内径 d (mm) 高 h(mm) 圆筒内的体积 V  d 2 h = 4 相对误差 V 100% 2 d h 100% V d h 绝对误差 V V V V 测量结果 V V 表二：用千分尺测量钢球的直径 千分尺的精密度： mm 零点读数 D0 mm 工程