长度和密度测量.doc

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1、实验一长度和密度的测量一、实验目的1．了解游标卡尺、螺旋测微器的构造，掌握它们的原理，正确读数和使用方法。2．学会直接测量、间接测量的不确定度的计算与数据处理。3．学会物理天平的使用。4．掌握测定固体密度的方法。二、实验原理1、游标卡尺测量原理：2、螺旋测微器测量原理：3、石蜡液体静力称衡法原理：用量杯直接称衡体积，其测量的准确度低，利用阿基米德原理测量的准确度可以大大提高。阿基米德原理指出，物体在液体中减少的重量，等于物体所排开同体积液体的重量。(1)用物理天平测得石蜡在空气中的质量M1（不考虑空气的浮力）(2)将石蜡和一金属环

2、用细线连起来，用物理天平测石蜡在空气中、同时环在水中的质量M2(3)用物理天平测石蜡和环均在水中的质量M3(4)若实验时，温度为℃，该时水的密度为，石蜡的体积为：石蜡的密度为：三、主要仪器及耗材(名称、型号、规格、准确度、误差极限值等!!!)四、实验内容与步骤1、用游标卡尺测量圆环体的内外径直径和高各6次；2、用螺旋测微器测钢线的直径7次；3、用液体静力称衡法测石蜡的密度；五、实验数据记录表1、测圆环体体积仪器名称：50分度游标卡尺准确度=最大误差限Δ仪=±0.02mm外径D/mm内径d/mm高h/mm123456平均值2、测钢丝

3、直径仪器名称：螺旋测微器(千分尺)准确度=估读到误差限Δ仪=±0.005mm千分尺初读数(0点修正值)=mm次数i千分尺读数(mm)测定值di(mm)(mm)1234567测定平均值3、测石蜡的密度仪器名称：物理天平TW—0.5天平感量：0.02g最大称量500gΔ仪=±0.02g估读到0.01g单位：g石蜡在空气的质量M1石蜡在空气中在、环在水中的质量M2石蜡和环均在水中的质量M3五、数据处理、分析1、计算圆环体的体积(1)直接量外径D的A类不确定度SD(参见公式1-2-4)(2)直接量外径D的B类不确定度uD(参见公式1-2-

4、6)(3)直接量外径D的合成不确定度σD(参见公式1-2-12)(4)直接量外径D科学测量结果(参见公式1-2-19)(5)直接量内径d的A类不确定度Sd(6)直接量内径d的B类不确定度ud(7)直接量内径d的合成不确定度σd(8)直接量内径d的科学测量结果(9)直接量高h的A类不确定度Sh(10)直接量高h的B类不确定度uh(11)直接量高h的合成不确定度σh(12)直接量高h的科学测量结果(13)间接量体积V的平均值：V=πh(D2-d2)/4(14)间接量体积V的全微分：ｄＶ＝dｈ＋dD－dd再用“方和根”的形式推导间接量V

5、的不确定度传递公式(参考公式1-2-16)计算间接量体积V的不确定度σV(15)写出圆环体体积V的科学测量结果2、计算钢丝直径(1)7次测量钢丝直径d的A类不确定度Sd(2)钢丝直径d的B类不确定度ud(3)钢丝直径d的合成不确定度σd(4)写出钢丝直径d的科学测量结果3、计算石蜡的密度(1)以天平的感量为Δ仪，计算直接测量M1、M2、M3的B类不确定度uM(2)写出直接测量M1、M2、M3的科学测量结果(3)ρt以22.50C为标准查表取值，计算石蜡密度平均值：(4)间接量石蜡密度ρ的全微分：ｄρ＝dm1－dm2＋dm3再用“方

6、和根”的形式推导密度的不确定度传递公式(参考公式1-2-16)计算间接量密度ρ的不确定度σρ(计算时上式还可提取公因式化简!)(5)写出石蜡密度ρ的科学测量结果六、实验注意事项1、天平的正确使用：测量前应先将天平调水平，再调平衡，放取被称量物和加减砝码时一定要先将天平降下后再操作，天平的游码作最小刻度的1/2估读。2、螺旋测微器正确使用：记下初始读数，旋动时只旋棘轮旋柄，当听到两声“咯咯”响时便停止旋动，千分尺作最小刻度的1/10估读。七、思考题1、试述螺旋测微器的零点修正值如何确定？测定值如何表示？2、游标卡尺读数需要估读吗？3

7、、实验中所用的水是事先放置在容器里，还是从水龙头里当时放出来的好，为什么？八、附表水在不同温度下的密度(单位：kkg/m3)T00.10.20.30.40.50.60.70.80.9200.998230.998210.998190.998170.998150.998130.998110.998080.998060.99804210.998020.9980.997980.997950.997930.997910.997890.997860.997840.99782220.99780.997770.997750.997730.9977

8、10.997680.997660.997640.997610.99759230.997560.997540.997520.997490.997470.997440.997420.99740.997370.99735240.997320.99730.