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《(完整精品)大学物理实验报告之长度基本测量》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、大学物理实验报告评分姓名学号学院班级实验日期2017年5月23日实验地点:实验楼B411室实验名称长度的基本测量组号第组【实验目的】1.掌握游标卡尺、螺旋测微计和读数显微镜的原理。2.学会游标卡尺、螺旋测微计和读数显微镜的使用方法。3.运用误差理论和有效数字的运算规则完成实验数据处理,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部分构成,如(图1)所示:在一毫米为单位的主
2、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,若主尺上最小分度为a,游标上最小分度值为b,则有(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:(式2)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
3、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(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=21.58mm。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=
4、l1-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42、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0.01mm。图5螺旋测微器结构的主要部分是一个微螺旋杆。螺距是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
5、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0.5mm)。0.5mm以下的读数则由螺旋柄圆周上的刻度读出,估读到0.001mm这一位上。如图6(a)和(b),其读数分别为5.650mm、5.150mm。图6(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。【实验步骤】一、游标卡尺的使用1.
6、先使游标卡尺的两量爪密切结合,测零点读数,若游标上的零刻线与主尺上的零刻线重合,则零点读为零。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。2.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1.掌握螺旋测微计注意事项,熟悉使用方法和读数方法后,再开始测量。2.记下零点读数,测量小钢球和金属丝的直
7、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1.掌握读数显微镜的使用方法和注意事项。2.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。3.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项目12345平均值绝对误差平均绝对误差测量结果外径内径高圆筒内的体积=相对误差绝对误差测量结果表二:用千分尺测量钢球的直
8、径千分尺的精密度:mm零点读数项目12345平均值绝对误差平均绝对误差测量结果直读值()测量值()钢球体积=相对误差绝对误差测量结果表三:用读数显微镜测量圆环的内径读数显微镜的精密度:mm项目12345平均值绝对误差平均绝对误差测量结果【原始实验数据粘贴处】【思考题】1.使用游标卡尺时应该注意什么?1、游标卡尺是比较精密的测量工具,要轻拿轻放,不得碰撞或跌落地下。使用时不要用来测量粗糙的物体,以免损坏量爪,避免与刃具放在一起,以免刃具划伤游标卡尺的表面,不使用时应置于
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