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1、实验1长度和密度的测量最基本的力学量是长度、质量、时间.基本量的测量是很多工作的重耍基础.测量精度稍高一点，常用的测量仪器有游标卡尺、螺旋测微器、物理天平和秒表.本节学习游标卡尺、螺旋测微器、物理天平的基本使用方法.实验目的1.掌握游标卡尺、千分尺的读数原理和使用方法，学会测量不同物体的长度、深度.2.掌握物理天平的使用方法、学会测量物体质量.3.测量、计算长方体密度及不确定度.学会正确表达测量结果.实验仪器游标卡尺、螺旋测微器、物理天平、长方体、空心圆柱体.实验原理1•长方体固体密度的测量2.游标卡尺的原理及使用mtnabc(1.1)图1.1（1）用途和构造游标卡尺通称为
2、游标尺或卡尺，用它可测量外径、内径、槽深等.结构如图1」所示，主尺A按米尺刻度；副尺B（简称游标）可紧贴主尺左、右滑动；外卡爪C、D用來夹持被测量物体；内卡爪G、D1用于测孔的内径或槽宽；左量爪C、C与主尺A相连，右量爪D.D'和游标与深度尺相连，深度尺E随游标一起移动，用于测槽或孔的深度；螺钉F用來固定游标.（2）游标原理游标的刻度有各种分法，常用的有10分度、20分度、50分度等，其共同特点是利用主尺的刻度值与游标的刻度值之差，使卡尺读数的精度得以提高，精度提高多少，取决于游标的分度数和主尺的最小刻度值•游标的总长一般有两种取法，设主尺最小刻度值为Q，游标的刻度值为风或
3、夕）,游标的分度数为弘则两种取法分别是:1）取游标总长为S・l）a,则有nb=(n-)ab=-__-aa-b=—nn2）取游标总长为（2/1-1）a,则有2/?-1nbf=(2n-1)a,b'=an2n-la2a-b=2aa=—nn定义差值Q"（或22）=纟为游标的精度（即游标的分度值）.由定义知，游标卡尺的精n度仅与主尺的最小刻度值G和游标的分度数77有关，与游标的总长度无关.（3）游标卡尺读数游标尺零线与主尺零线间的距离即为被测长度.设被测长度为厶,厶的毫米以上整数部分厶）可以从主尺上直接读出，厶的毫米以下小数部分/,则应细心寻找游标上与主尺的某条刻线对得最齐的那条线
4、.如果游标的第R条刻线与主尺上的某条刻线对齐,则有这是因为l=ka-kb=k厶=厶（）+/=厶（）+k—nI=k-适用于任何分度的游标，所以只要弄清楚游标的分度数与主尺的最小刻度Q,就n可直接利用它來读数.图1.2为一个50分度的游标卡尺示意图.其主尺最小刻度mm,游标的精度为纟=丄=0.02mm,读数为n50L=21+^-=21+24X0.02=21.48mm.n3.螺旋测微器的原理及使用（1）工作原理螺旋测微器是根据螺旋推进原理和机械放大原理设计的•假设螺距为G,微分筒的分度数为77,当微分筒相对于螺母套管转过一周时，测微螺杆沿轴线方向前进或后退一个螺距d,因而当微分筒
5、转过一图个分格吋，螺杆仅移动纟个螺距，这就使沿轴线方向n的微小长度位移可用圆周上较人的位移精确地表示出来，实现了机械放大，提高了测量的精确度.若螺距为0.5mm,微分筒为50分度，则其分度值为—=0.5/50mm=0.01mm=0.001cm,n即千分之一厘米，故乂称千分尺.(2)测量与读数在千分尺的尾端的测力装置称为小棘轮，把待测物体放在测砧与测微螺杆之间，转动微分筒使测微螺杆快速逼近待测物体，当测微螺杆将要接触但没有接触待测物时，转动小棘轮，使测杆与测砧接触待测物，当达到一定压力时，即听到“咔、咔”芦，这表示小棘轮己打滑，即可读数，此时不宜再对小棘轮用力.设置小棘轮可保
6、证每次对待测物体的测量压力一定，保护精密的螺纹.测量时依读数准线读取数值，读数准线如图1.3(a)所示.从固定标尺上读出0.5mm的整倍数(上、下错开的两格间长0.5mm),0.5mm以下的读数由微分筒读出,并估读至!J0.001mm,图1.3(a)、(b)的读数分别为5.650mm和5.150mm.圆周分度读数准线一0・CH2mm+0.004nnn图1.4托架平衡螺母吊耳.古如渎数标尺•秤盘・•Z调节螺丝/乩水耀仪男i••制动手轮庭座游码樸梁图1.5图1.3(2)零点修正不夹被测物而使测杆与测砧相接触吋，微分筒上的“0”线应当刚好与固定套管上的横线对齐.实际使用时，由于
7、调整不充分或使用不当，其初始状态多少会有偏差,即冇一个不等于零的零点读数，图1.4表示符号不同的两个零点读数，要从测量结果中减去.(3)注意事项测量完毕应使测杆与测砧间留出间隙，以免因热膨胀而损坏螺纹，并把它放在盒里，防止受潮.1.物理天平的结构及使用(1)构造物理天平是测量物体质量最常用的仪器，其结构如图1.5所示.它主要由底座、立柱、横梁和两个秤盘组成.横梁上有三个刀口，中间的刀口支在固定于升降杆顶端的刀垫上，调节制动手轮可使横梁启动或止动.两边的刀口用來安装秤盘.横梁下面固定一根指针，横梁摆动时，指针的尖端在
