基本长度测量密度测定实验报告1Word文档格式.docx
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汕
I57B
90
图2-7
常用的游标就是五十分游标（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=0.02mm游标上刻有0、I、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I的普遍表达式为
lkan（2、3）
式中,k就是游标的“0”刻度线所在处主尺刻度的整刻度（毫米）数,n就是游标的第n条线与主尺的某一条线重合,a1mm。
图2-8所示的情况,即I21.58mm。
图2-8
图2-9
2、螺旋测微器（千分尺）
常见的螺旋测微器如（图2-10）所示。
它的量程就是25mm,分度值就是0、01mm。
螺旋测微器结构的主要部分就是一个微螺旋杆。
螺距就是0、5mm。
因此,
当螺旋杆旋一周时，它沿轴线方向只前进0、5mm。
螺旋柄圆周上，等分为50格，螺旋杆沿轴线方向前进0、01mm时螺旋柄圆周上的刻度转过一个分格
这就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，
图2-10
，估读到0、001mm这一位上。
如图2-11（a）
150mm。
可以从固定标尺上读出整格数，（每格0、5mm）。
0、5mm以下的读数则由螺旋柄圆周上的刻度读出与（b），其读数分别为5、650mm、5、
（1）记录零点读数,并对测量数据作零点修正。
（2）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。
图2-11
实验仪器
游标卡尺：
精度值:
0、02mm量程:
125mm
螺旋测微器：
分度值:
0、01mm量程:
25mm
被测物体：
小球；
空心圆柱体。
实验内容
1•螺旋测微器测量圆球直径，不同位置测量6-8次，计算其不确定度，并写出测量结果的标准形式。
2•用游标卡尺测量空心圆柱体不同部分的外径、内径、高度，各测量6-8次。
计算空心圆柱体的体积及其不确定度，并写出测量结果的标准形式。
数据处理：
1、用千分尺侧小钢球直径
根据测量原始数据，得小钢球直径测量值，数据如下表:
测量次数
2
4
5
6
7
Di/mm
9、515
9、514
9、518
9、516
9、513
9、517
D的测量值为：
171
DDi（9.5159.5149.517）9.515mm
7i17V
A类不确定度为
仪0.004
0.0023
B类不确定度为:
总的不确定度Ud
钢球直径D测量结果:
D（9.5150.003）mm
UrD3.2104
2、用游标卡尺测量空心圆柱体的体积
根据测量原始数据记录，整理数据如下表:
测量次数
外直径D（mm）
内直径d（mm）
高H（mm）
10、96
6、58
80、28
11、00
6、60
80、30
11、02
80、26
10、98
6、56
80、28H
平均
D10.98
d6.58
H80.28
D的A类不确定度为:
162
10.98）2（11.0010.98）2
（10.9810.98）20.0077
6（61）理D）
.30（10'
96
同理:
D的总的不确定度为
0.014
0.02
同理：
Ud0.014
Uh0.013
空心圆柱体的体积V为:
—（D2d2）H3'
1416（10.9826.582）80.284871.643
44
V的不确定度
Uv
V
2D
1D2d2
2d
2‘2
Dd
210.980.014
26.580.014
0.013
10.9826.582
0.0046
10.982
6.582
80.28
Uv0.0046V0.00464871.64322.623
空心圆柱体的体积测量结果
V（487123）mm3
UrV4.6103
注：
实验室条件:
1、温度:
25、0C;
2、大气压强：
759mmHg;
3、湿度:
65%
固体与液体密度的测定
实验目的：
1、学会物理天平的正确使用。
2、用流体静力秤法测定固体与液体的密度。
3、复习巩固有效数字与学习间接测量量的不确定度的估算方法。
实验仪器
物理天平（附砝码）分度值:
0、1g;
量程：
1000g;
加=0、05g
烧杯、不规则形状金属物体、纯水、盐水、温度计。
F1（mm2）gpVg
（1.2.5）
FWW1（mm1）g（1.2.2）
m与m1就是该物体在空气中及完全浸没液体称量时相应的重量。
又物体所受
浮力等于所排液体重量，即：
F0Vg（1.2.3）
式中°
就是液体的密度，V就是排开液体的体积，亦为物体的体积。
g为重力
加速度。
由式（1、2、1）,（1、2、2）,（1、2、3）可得待测固体的密度：
用这种方法测密度，避开了不易测量的不规则体积V,转换成只须测量较易测量的重量。
一般实验时，液体常用水，°
为水的密度。
2、流体静力称衡法测液体密度
测液体密度，可以先将一个重物分别放在空气中与浸没在密度0己知的
液体中称量，相应的砝码质量分别为m与m1,再将该重物浸没在待测液体中称量，相应的砝码质量为m2。
重物在待测液体中所受的浮力为：
（1.2.6）
重物在密度0的液体中所受的浮力为
Fi'
（mmjg°
Vg
由式（1、2、5）,（1、2、6）可得待测液体密度为
（1-2.7）
mm2
20mg
实验内容与步骤
1、按天平的调节要求，调好天平。
1底板的水平调节。
2横梁的水平调节。
2、测量不规则金属物体的密度1。
（1）测量物体在空气中的重量m。
（2）称出物体浸没在液体中的重量m1。
将盛有水的烧杯置于天平托板上，并使物体浸没于水中，且使物体表面无
气泡附着，称量出重量m1。
3、测量液体密度2。
将前面测量的不规则金属物浸没在待测液体中，且使物体表面无气泡附
着,称量出重量m2。
4、记录所用水的温度，查出相应的水的密度°
。
数据处理
流体静力称衡法测固体与液体密度数据记录
m（g）
m1（g）
m2（g）
t（C）
20、65
18、10
17、66
25、0
天平误差细0、05g
经查表25、0（C）水的密度。
=0、99707g、cm3
1、不规则物体密度的测定
20.65
20.6518.10
因为测量采用单次测量的方式
根据公式（1、2、4）式与数据记录则：
0.997078.074（gcm3）
根据单次测量不确定度的计算公式
当取：
K1时，m、m1的不确定度为：
m〔
则：
UmUmi0.05（g）
根据间接测量的不确定度的传递公式：
UUm）2（氓％）2
0.21
1相对不确定度为:
3cm
1（8.070.21）g
2.6%
不规则物体密度1的测量结果为:
2、液体密度的测定
根据公式（1、2、7）式与数据记录
mm2
m1
17.66
20.65
UK
0.997071.069（g
cm3）
A仪
K1时，m、m1>
m2的不确定度为：
m2
UmUm,Um2加
UmUm!
Um20.05（g）
（3（刖）2（盂％）2
m2m1U
（mm1）2m
mm2U
2Um1
（mm1）
（mmj"
0.028
17.6618.10
（20.6518.10）2
0.05
（20.6518.10）
2相对不确定度为：
Ur
「2
17.6620.65
整0.026
1.069
i（1.070.03）g
Ur2.6%
cm
不规则物体密度1的测量结果为：
实验室条件：
附:
纯水随温度的变化表（此次测量没有考虑大气压的影响）不同温度下纯水密度（0）单位:
g、cm3
t（C）
t（C）
0、99987
9
0、99981
18
0、99862
27
0、99654
0、99993
10
0、99973
19
0、99842
28
0、99626
0、99997
11
0、99963
20
0、99823
29
0、99597
0、99999
12
0、99952
21
0、99802
30
0、99567
1、00000
13
0、99940
22
0、99780
31
0、99537
14
0、99927
23
0、99757
32
0、99505
15
0、99913
24
0、99732
33
0、99472
16
0、99897
25
0、99707
34
0、99440
8
0、99988
17
0、99880
26
0、99681
35
0、99406
误差分析用流体静力称衡法确定固体的体积,就是用重量的测量代替体积的测量其方法可以不受物体形状的限制,凡在所选用的液体中不发生性质变化的物体均可用此方法,但就是,用天平测量物体重量的误差就是来自多方面的因素,比如,天平不等臂,砝码的误差,天平灵敏度的限制等。
天平的估读误差（即由于视差及天平指针指示灵敏程度的限制造成的示值偏差）为土0、05X
10-3kg、另外，测固体密度时悬线越细，渗入液体部分越少越好，且不吸附液体的金属线或尼龙线比棉线要好。
可见,引起误差的原因很多。
该实验使用的棉线绳,难免产生棉线吸水而造成的误差,建议采用不吸水的呢绒绳较好。
大学物理实验
（教案）
实验题目:
基本长度的测量
及
（参考实验报告）
教学年级:
一年级第二学期
教师:
王德明
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