基本测量实验报告

课程编号 得分教师签名批改日期深 圳 大 学 实 验 报 告课程名称： 大学物理实验（一） 实验名称： 基本测量实验 学 院： 指导教师： 报告人： 组号： 学号 实验地点 实验时间： 提交时间： 1、 实验目的：1.要求掌握游标卡尺、千分尺的测量原理和使用方法，通过清晰地展现长度测量技术的进步过程，体会人类智慧的魅力；2.通过求出铜管的体积，理解不确定度的计算方法和最后结果的科学表示方法，着重培养和提高实验者的实验步骤与表格制定能力。二、实验原理：1.游标卡尺的基本原理 为了使米尺测得更准一些，在米尺上附加一个能够滑动的有刻度的小尺（称为游标），这样就构成了游标卡尺，如图1-1所示。 一般游标卡尺的刻度方法有：游标卡尺的游标上有n个刻度，它的总长与主尺上(n 1)个刻度的总长相等。设主尺每个刻度的长为y，游标每个刻度的长为x，则有 nx = (n 1) y， 由此求得主尺与游标每个刻度的差值为: = y x = y / n 差值正是游标卡尺能读准的最小读数值，就是游标卡尺的分度值，称为游标的精度，按上述原理刻度的方法称为差示法。2. 螺旋测微计（千分尺）的基本原理螺旋测微计是比游标卡尺更精密的长度测量仪器。对于螺距为y的螺旋，每转一周螺旋将沿轴线方向移动一个螺距y。如果转了1 / n周（n是沿螺旋一周总的刻度线数目），螺旋将沿轴线移动y / n的距离，y / n称为螺旋测微计的分度值。因此，借助螺旋的转动，把沿轴线方向移动的不易测量的微小距离，转变为圆周上移动的较大距离表示出来，这就是所谓的机械放大原理。螺旋测微计是根据此原理制成的。常见的螺旋测微计的结构如图1-2所示，它的主要部分是一根测微螺轩，其螺距是0.5mm，当螺杆旋转一周时，螺杆就沿轴线前进或后退0.5mm。螺杆外部附着一个微分筒，沿微分筒的圆周有50条等分刻度线，当微分筒转过一条刻度线时，测微螺杆就移动0.5/50mm=0.01mm。因此，螺旋测微计的分度值是0.01mm，即千分之一厘米，千分尺因此而得名。实验室常用的螺旋测微计的量程是25mm，分度值0.01mm。螺旋测微计测量前先检查“0”点。轻轻转动微分筒，推动螺杆前进，当听到“咯、咯”两声时就停止转动。这时的零点读数若不为零，就有零差出现，其校政方法如下：设零点的读数为L0，待测物的读数为L，则待测物的实际长度L=L-L0,其零点差值L0可正可负。顺刻度线序列的L0记为正值，逆刻度线序列的L0记为负值。如图1-3（a）中，L0=-0.010mm，而图1-3（b）中，L0=0.022mm.三、实验仪器：仪器名称组号型号量程分度值仪螺旋测微器游标卡尺圆环、粗铜丝、细铜丝四、实验内容和步骤：.1用游标卡尺测量圆环的外径D、内径d和高H 提示：表格中要有记录卡尺的零点误差、卡尺的仪器误差、外径D、内径d、高度H的单位和各量不确定度的列以及k次测量的行，并有最后获得的平均值的行。2 用螺旋测微计测量粗铜丝、细铜丝的直径（ 提示：表格中要有记录千分尺零点、千分尺基础误差、粗铜丝直径D1、细铜丝直径D2的单位和各量不确定度的列以及k次测量的行，并有最后获得的平均值的行。五、数据记录：组号： ；姓名 1、用游标卡尺R测量圆筒的外径D、内径d、和高H； kD( )d ( )H( )12345678910平均 卡尺零点误差： ； 卡尺的仪器误差 2、 用螺旋测微计测量粗铜丝、细铜丝的直径 千分尺零点： 千分尺仪器误差 k( ) ( )12345678910平均六、数据处理：1、计算圆筒的外径,并计算2、计算圆筒的内径,并计算3、计算圆筒的高,并计算4、计算圆筒体积V，并计算5、计算粗铜丝直径及6、计算细铜丝直径及7、间接量 ，计算B的平均值、相对不确定度和绝对不确定度。提示：七、实验结果与讨论： 实验结果1：圆筒的外径： （ ）P = 实验结果2：圆筒的内径： （ ）P = 实验结果3：圆筒的高： （ ）P = 实验结果4：圆筒体积： （ ）P = 实验结果5：粗铜丝的直径： （ ）P = 实验结果6：粗铜丝的直径： （ ）P = 实验结果7： （ ）P = 实验讨论：八、思考题1.如何更大程度地减少试验误差。答：在同一条件下多次重复实验,取平均值作为实验结果，可以更大程度地减少试验误差。2. 如何更好地记录实验数据。答：在记录时,需要遵循五性原则：)原始性：不允许再作改动、不能修改)及时性：立即记录、不能回忆)完整性：实验的条件、实验的过程、观察到的现象、测量到的数据等等)系统性：一两次实验记录、连续观察和记录)客观性：不作任何评论和解释3. 用游标卡尺、螺旋测微计长度时，怎样读出毫米以下的数值？答：游标卡尺找主尺与游标尺对齐的刻度线读数，再乘以分度值；螺旋测微器找到套筒上的整刻度数乘以0.01，然后再估读一位。4. 何谓仪器分度值？米尺、20分度游标卡尺和螺旋测微计的分度值各为多少？如果用它们测量约7cm的长度，问各能读得几位有效数字？答：（1）在计量器具的刻度标尺上，最小格所代表的被测尺寸的数值叫做分度值，分度值又称刻度值（最小刻度值）；（2）米尺、20分度游标卡尺和螺旋测微器的分度值为1mm、0.05mm、0.01mm；（3）用它们测量约7cm的长度读得的有效数字位分别为4位，4位，5位。5. 使用螺旋测微计时应注意些什么？答：测量时，注意要在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮，而改用微调旋钮，避免产生过大的压力，既可使测量结果精确，又能保护螺旋测微器。在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出。读数时，千分位有一位估读数字，不能随便扔掉，即使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐，千分位上也应读取为“0”。当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点与固定刻度的零点不相重合，将出现零误差，应加以修正，即在最后测长度的读数上去掉零误差的数值。6. 有一角游标，主尺29度（29分格）对应于游标30个分格，问这个角游标的分度值是多少？有效数字最后1位应读到哪一位？答：这个角游标的分度值是1，有效数字最后一位读到百分位。7.已知一游标卡尺的游标刻度有50个，用它测得某物体的长度为5.428cm，那么，在主尺上的读数是多少？通过游标的读数是多少？游标上的哪一刻线与主尺上的某一刻线对齐？答：，L=5.428cm=54.28mm；该游标卡尺是50分度游标卡尺，其分度值为0.02mm，由此可得dpkyL+=1k+0.02p=54.28mm，由此可解得，k=54，p=14。故主尺上的读数为54mm，通过游标的读数是0.28mm，游标上的第14个刻线与主尺上的第68个刻度