实验1长度和体积的测量

《实验1长度和体积的测量》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、实验1长度和体积的测量长度是一个最基本的物理量。物理实验中常用的长度测B:仪器是米尺、游标卡尺、螺旋测微器（千分尺）、读数a微镜等。通常用y:程和分度值表示这些仪器的规格。a程是测s范围，分度值是仪器所标示的最小分划单位。分度值的大小反映仪器的精密程度，分度值越小，仪器越精密，仪器的误差相应也越小。学习使川这些仪器，应该掌握它们的构造原理、规格、性能、读数方法、使用规格及维护知识等。【实验目的】1.学习游标卡尺、螺旋测微器、读数显微镜的测量原理与使川方法；2.学会正确读数与数据记录；3.掌握计算不确定度和实验结果表示的方法。【实验仪器】游标卡尺、螺旋测微器、读数显微镜、圆柱

2、体、立方体、长方体等【实验原理】一、长度测量在物理实验中长度测量具有重要地位，除了直接测a某物体的长度或距离外，很多其他物理量的测量也经常转化为L<:度的测量，比如温度、压力、电流和电压等等。长度的单位是米，单位符号为m，是国际单位制中七个基本单位之一（见附录1一1）。1983年笫17届国际计量大会上，审议并批准了“米”的定义：1米的长度是光在真空中在（1/299792458）秒的时间间隔内所经路径的长度.国际单位制（SI制）十，还用构成十进倍数和分数单位的词头（见附录15）来表示物理S单位，例如常用长度单位的符号及其与“米”的关系有：lkm=103m,lcm=10—2m，

3、lmm=:10—3m，1Pm:=10'6m,lnm=:10()m，物理实验屮常用的测量仪器有米尺、游标卡尺、螺旋测微计、读数显微镜、球径仪等。下面逐个介绍.（一）米尺在粗略的测量中，可用木尺和软尺，较精确的测量用金属尺，一般选用不诱钢、铁镍铬合金等温度系数较小的金属材料^米尺。米尺的分度伉为1毫米，毫米以下还可估计一位。例如，用米尺测呈物体度L见图1一1。A点位罝读数是10.00cm,B点位罝读数是12.63cm，于是L=12.63—10.00=2.63（cm）,因为10.00和12.63中的第末位“0”和“3”都是估计的，在这一位上就产生了误差。图1一1米尺的估读方法测f

4、t时常将A端对准米尺上10.00的线上或者对准米尺的端点，即零的位賈。那是因为人的眼睛对两线重合与否的判断能力比两线不对齐而估计一位（如边线在“3”还是“4”）的判断能力强十倍。这样就可减小误差。(二)游标卡尺在米尺上附加一个可滑动的、刻有若干分度的小尺(称为游标，也称副尺)就可把米尺的精度提高到0.lmm〜0.02mm,甚至更高。带有游标的尺称为游标尺。游称有直游标和弯游标，用直游标测读长度，用弯游标测弧长度或角度，萁基本原理相同，如图1—2,图1—3,均由主尺和副尺(游标)构成。副尺上刻有若干小分度，比如n格，它的忪度等于主尺上n-1分度的长度，这种游标称为n分度标。一

5、般有n等于10的十分度标，和较为精密的二十分度标，还有五十分度标。图1一2为副尺上有n个分度的n分度标。其忪度与主尺上n-1格的长度相等。令x为副尺上每一分度的长度，y为主尺上每分度的长度。则有nx=(n—1)y，x=y—y/n。这说明主尺上每一分度长度与游标上每一分度长度之差是Ax=y—x=y/n,(1—1)此量称为游松的精度，它决定着游标的最大误差。十分度标的精度△x=(l/10)mm=0.1mm；二十分度标的精度为(l/20)mm=0.05mm;五十分度标的精度是(1/50)mm=0.02mm。5Nn■…中!：二二3…L——05Mn一1下而介绍用直游标尺测S长度的方法

6、，图II一4屮，L为待测物体长度，它的A端与主尺零位重合，L的另一端B处于k=6格和k+l=7格之间，比6格多出的AL部分可用游标來确定。观察游标上哪一条线恰与主尺上刻线重合。从图1一4中看出是副尺第叫条线与主尺线重合，于是AL就是4个y与4个x之差，即△L=4XAx=4X0.1mm,于是L=6Xlmm+0.4mm=6.4mm。虽然这里最小读数与米尺的最小读数均为0.1mm，但这里比米尺测量得准确。推广到一般的游标原理如下：设L对应主尺上的整数格为k,游标重合线数为q,则被测L长度为L=k•y+q•△x=k•y+q•y/n.(1—2)图1一4十分度游标尺读数法上式说明川游标

7、尺来测量一个长度时，它等于主尺上整数分度长度ky加上游标的精度y/n乘以游标重合线数q。常用的直游标有20分度、50分度等.阁1一5是游标卡尺结构阁，被测物体放在下量爪5之屮，除测长度外，还可用外卡5测量圆柱外径，用内卡7测量圆筒内径，用量爪1测量深度。1.测深直尺2.尺身3.尺框4.紧固螺钉5.下量爪6.游标7.上量爪如图1一5所示，主尺的最小分度为1mm,游标上有10个小等分间隔，则被测球体的直径为29.80mmo使用游标卡尺时应注意以下儿点：（1）合拢下量爪，游标“0”线与主尺“0”线是否重合。如不重合，应记