大学物理实验-长度测量

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1、大学物理实验—长度测量11.掌握游标卡尺和螺旋测微器的测量原理。一、实验目的2.正确使用游标卡尺和螺旋测微器。3.掌握有效数字和不确定度分析的概念。4.学习用列表法处理实验数据。2游标卡尺（0.02mm）螺旋测微器(0.01mm)土字形工件小钢球二、实验仪器3二、实验仪器主尺：钢制的毫米分度尺副尺：可以沿主尺移动，对主尺的最小分度值再进行分度，可以把主尺上估读的部分精确地读出来。分度值：最小格所代表的被测尺寸的数值叫分度值。1.游标卡尺的结构：4二、实验仪器游标卡尺的正确使用5二、实验仪器螺旋测微器的结构

2、螺旋套筒砧台固定套筒尺架测杆旋钮棘轮止动扳钮6螺旋测微器的正确使用二、实验仪器71.游标卡尺的原理：(1)读数原理：利用两尺的差------主尺上的分度值------游标上的分度值游标上n个分格的总长与主尺上n-1个分格的总长相等，即则游标卡尺的最小分度值其中n为游标的分格的格数，n为多少就是多少分度例如：10分度的游标，最小分度值是20分度和50分度的游标，最小分度值分别是0.05mm和0.02mm。游标卡尺的最小分度值一般标在游标卡尺的副尺（游标）上。三、实验原理积累放大法8以常见的50分度游标卡尺为

3、例主尺与游标上每个分格的差值是0.02mm9a.先弄清所使用的游标卡尺的最小分度值；b.先从主尺上读出毫米为单位的整毫米数，即游标零线刚越过的那条主尺刻度的值；c.再从游标上读出毫米为单位的小数部分，即从游标上数出与主尺上的某刻线对得最齐的那条刻线，；d.物体的长度等于整数部分加上小数部分，；e.将结果的毫米单位换算为所要求的单位。(2)读数方法：测量值＝主尺读数(毫米整数)+游标对齐刻度线×0.02mm(毫米小数)（无估读位）三、实验原理10例如（50分度）主尺与游标上每个分格的差值是0.02mm三、实

4、验原理x=0+12×0.02=0.24mmx=0.30mm11游标卡尺使用注意事项：推动游标时要先旋松紧固螺钉，切忌用力过大而引入测量误差；测量完了要先松开量爪，再取出被测物，以免弄伤内量爪的刀口、外量爪的钳口和量尺的尖端；用完后应立即放回盒内，不能放在潮湿的地方。122.螺旋测微器的测量原理三、实验原理主尺的最小分度值是0.5mm微分筒每旋转一周，测微螺杆将沿轴线方向移动0.5mm微分筒每旋转一格（一个分度），相当于测微螺杆沿轴线移动螺旋测微器可准确地测出毫米的百分位，并可估读到毫米的千分位。分度值：△

5、x=0.01mm机械放大法得名千分尺13螺旋测微器的读数方法测量值＝固定套筒读数(半毫米以上)+螺旋套筒对齐的刻度线×0.01mm，注意要有估读位，估读到0.001mm。三、实验原理x=4+18.4×0.01=4.184mmx=4.5+18.4×0.01=4.684mm14螺旋测微器的零点读数δ零点读数：转动棘轮，使测微螺杆和测砧刚好接触，固定套管上的准线在螺旋套筒筒上的示值，即为零点读数δ。测量值=读数值-零点读数三、实验原理15零点读数的修正值：修正值实际结果修正值实际结果16螺旋测微器使用注意事项：

6、测量前应先检查零点读数；测量面A、B和被测物体之间的接触压力应当微小且恒定。测量完毕，应使测量面A、B间留出适当间隙，以避免因热胀冷缩而损坏螺纹。171.用游标卡尺测量土字形工件各部位的直径和高四、实验步骤校准仪器，看是否有零误差。(本实验为0.00mm)即测量前，先将外量爪合拢，检查游标的0刻线是否与主尺0刻线重合，如果重合了就可开始测量；如没有重合则说明有零误差，应记下零点读数并加以修正。零误差可负可正，当游标的0刻度线在主尺0刻度线的左侧则记为负值，叫做负零误差，反之记为正值叫做正零误差。(2)每个

7、直接测量分别测量6次，并记下相应的测量值。校准仪器，读取零点读数δ。(2)分别从不同方向测量金属球直径6次，并记下相应的测量值。2.用螺旋测微器测小钢球的体积181.用游标卡尺测土字形工件的体积五、实验数据记录表格19表1用游标卡尺测量小工件的体积单位：mm202.用螺旋测微器测小钢球的体积R五、实验数据记录表格21表2用螺旋测微器测量小钢球的体积单位：mm五、实验数据记录表格22数据处理方法（1）每一个直接测量量平均值（2）平均值的标准偏差（3）A类不确定度分量23数据处理方法（4）B类不确定度分量（5

8、）合成不确定度（6）直接测量量结果（4）B类不确定度分量（5）合成不确定度（6）直接测量量结果24数据处理方法（7）体积的平均值（8）体积的不确定度（9）体积的结果251.本实验的原理指的是游标卡尺和螺旋测微器的读数原理和读数方法.2.注意有效数字的正确书写；3.写出各物理量的计算过程；4.给出体积的完整表达结果。实验报告要求参考教材P15例1和P18例4261.直接测量量的不确定度参照教材P15例12.各圆柱体体积的不确定度