大学物理实验预习报告(力学基本测量)

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1、大学物理实验预习报告姓名柳天一实验班号计科1204实验号1实验名称力学基本测量实验地点教三203实验目的：1.学习米尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平的测量原理和使用方法。2.掌握用浮力称衡法测量物体的密度。3.掌握一般仪器的读数规则，巩固有效数字和误差的基本概念。实验原理及仪器介绍：圆柱体密度计算公式如式（1）所示。（1）液体密度计算公式如式（2）所示。（2）实验仪器：1.游标卡尺如图1所示，游标卡尺有两个主要部分，一条主尺和一个套在主尺上并可以沿它滑动的副尺（游标）。游标卡尺的主尺为毫米分度尺，当下量爪的两个测量刀口相贴时，游标上的零刻度应和主尺上的零位对齐。

2、如果主尺的分度值为a，游标的分度值为b，设定游标上n个分度值的总长与主尺上（n-1）分度值的总长相等，则有（3）图1游标卡尺示意图5主尺与副尺每个分度值的差值即游标尺的分度值，也就是游标尺的精度（最小读数值）：（4）常用的三种游标尺有,即精度各为0.1mm、0.05mm、0.02mm。游标尺的读数方法是：先读出游标零线以左的那条线上毫米级以上的读数L0，即为整数值；然后再仔细找到游标尺上与主尺刻线准确对齐的那一条刻线（该刻线的两边不对齐成对称状态），数出这条刻线是副尺上的第条，则待测物的长度（即为小数值）为（5）图2是分度游标卡尺的刻度及读数举例。图上读数：图

3、2游标卡尺读数示意图螺旋测微器如图3所示，螺旋测微器是在一根测微螺杆上配一螺母套筒，上有0.5mm分度的标尺。测微螺杆的后端连接一个有50个分度的微分套筒，螺距为50mm。当微分套筒转过一个分度时，测微螺杆就会在螺母套筒内沿轴线方向改变0.01mm。也就是说，螺旋测微器的精密度（分度值）是0.01mm。由此可见，螺旋测微器是利用螺旋（测微螺杆的外螺纹和固定套筒的内螺纹精密配合）的旋转运动，将测微螺杆的角位移转变为直线位移的原理实现长度测量的量具。图3螺旋测微器示意图在使用螺旋测微器时，应该检查零线的零位置，当螺杆的一端与测砧相接触时，往往会有系统误差（读数不是

4、零毫米），所以必须先记下螺旋测微器的初读数z0，根据不同情况z0有正负之分。测量时将物体放在测砧和螺杆端面之间，转动测力装置，至听到“咯咯”的响声为止，两端面已与待测物紧密接触。从毫米分度尺上读出大于0.5mm的部分，0.01mm以上的部分从微分筒边缘刻度盘上对准基准线处读出，同时要估读出0.001mm级。则待测物的实际长度为。螺旋测微器读数例如图4所示。5图4螺旋测微器的读数示意图螺旋测微器实际上是实验方法中机械放大法的一种应用。假设微分套筒刻度部分的周长为50mm，刻了50个刻度，则分度值为1mm的弧长。测量时当测微螺杆位移0.01mm时，在微分套筒上相应

5、变化为1mm，于是微小位移被放大，放大倍数为。因此，这种装置使测量精度提高了100倍，这种方法称为螺旋放大法。凡采用螺旋测微装置的仪器，如读数显微镜、测量显微镜、迈克耳孙干涉仪等在测量部分中都采用了这种螺旋放大法。分析天平图5是TG-628A型分析天平结构图。①横梁；②，支点刀承；③.支力销；④，平衡螺母；⑤.托翼；⑥，吊耳；⑦，称盘；⑧.托盘螺母；⑨.制动旋钮；⑩，垫脚；螺旋脚；骑码执手；指针；标牌图5TG-628A型分析天平结构图和天平配套使用的是一套Ⅲ级等砝码，其中最小质量的砝码为1mg，天平还设有骑码（游码）操纵装置，能搬动骑码正确安放在天平衡量刻度尺

6、上。横梁上以中间为零，两侧各有10个槽口，在0～10mg以内的质量变化，都可以通过骑码执手进行调节，使用天平应注意以下几点：1）调水平的螺旋脚，使水准器的水泡移到中心以保证支柱铅直；2）空载支起横梁（调节制动钮⑨），观察指针摆动情况，若指针不在零点或左右摆动格数不相等，应马上将横梁制动，再调节平衡螺母。反复几次观察调节，直到调准零点。5实验内容及步骤：一、长度测量：在实验中分别用米尺、游标卡尺、螺旋测微器测量物体的长度。1、用米尺测量金属薄片的长度2、用游标卡尺测量圆柱体的内径、外径、高和深，并求出体积及误差。3、螺旋测微器测量小钢球的直径D。选择不同的位置各

7、测5次，求表面积。二、密度测量：用浮力称衡法测量不规则物体的密度。1、调整物理天平。调水平。旋转底脚螺钉，使水平仪的气泡位于中心。调零点。称衡。2、测量金属块的密度。用天平称量金属块的质量m，共5次。用细丝将金属块悬吊在水中，测量金属块的质量m2，共五次。数据表格：一、用米尺、游标卡尺测量数据表格米尺/(mm)游标卡尺/(mm)L0L1L=L1-L0△LD内△DD外△D高H△H深h△h12345平均值==========二、螺旋测微器测量小钢球的直径D数据表格D/(mm)/(mm)=D-12345平均值=5三、用浮力称衡法测量不规则物体的密度数据表格/g/g=

8、-/g/g=-12345教师签字：月日