实验报告基本测量

实验题目:基本测量1、实验目得(1)掌握游标卡尺得读数原理与使用方法,学会测量不同物体得长度。(2)掌握千分尺(螺旋测微器)与物理天平得使用方法。(3)测量规则固体密度。(4)测量不规则固体密度。(5)学会正确记录与处理实验数据,掌握有效数字记录、运算与不确定度估算。2、实验仪器(在实验时注意记录各实验仪器得型号规格游标卡尺(量程:125mm,分度值:0、02mm,零点读数:0、00mm)、螺旋测微计(量程:25mm,分度值:0、01mm,零点读数:0、005)、物理天平(量程:500g,感量:0、05g)、温度计(量程:100℃,分度值:3、实验原理1、固体体积得测量圆套内空部分体积V空＝πd内H／4圆筒材料得体积V＝圆筒壁得体积=0101cm0510图1副尺不确定度为:①游标卡尺得工作原理游标卡尺就是利用主尺与副尺得分度得微小差异来提高仪器精度得。如图1所示得“十分游标”,主尺上单位分度得长度为1mm,副尺得单位分度得长度为0、9mm,副尺有10条刻度,当主、副尺上得零线对齐时,主、副尺上第n(n为小于9得整数)条刻度相距为n×0、1=0、nmm,当副尺向右移动0、nmm时,则副尺上第n条刻度与主尺上某刻度对齐。由此瞧出,副尺移动距离等于0、1mm得n倍时都能读出,这就就是“十分游标”能把仪器精度提高到0、1mm00A图2B5045C钢珠(球)得体积②螺旋测微计得工作原理如图2所示,A为固定在弓形支架得套筒,C就是螺距为0、5mm得螺杆,B为活动套筒,它与测微螺杆连在一起。活动套筒旋转一周,螺杆移动0、5mm。活动套筒左端边缘沿圆周刻有50个分度,当它转过1分度,螺杆移动得距离δ=0、5/50=0、01mm,这样,螺杆移动0、01mm③移测显微镜移测显微镜得螺旋测微装置得结构与工作原理与螺旋测微计相似,所以能把仪器精度提高到0、01mm。由于移测显微镜能将被测物体放大,因而物体上相距很近得两点间得距离也能测出。2、固体与液体密度得测量(1)流体静力称衡法①固体密度得测定,设用物理天平称衡一外形不规则得固体,称得其质量为m,然后将此固体完全浸入水中称衡,称得其质量为m1,水得密度为ρ0,则有: ρ固=mρ0/(mm1)②液体密度得测定先用物理天平称衡一固体,称得其质量为m,然后将此固体完全浸入水中称衡,称得其质量为m1,若将该物体再浸入待测液体中进行称衡,设称得其质量为m2,水得密度为ρ0,则有:ρ液=ρ0(mm2)/(mm1)(2)用比重瓶测液体得密度,设空比重瓶得质量为m1,充满密度为ρx3待液体时得质量为m2,充满与该液体同温度得蒸馏水时得质量为m3,比重瓶在该温度下容积为V,水得密度为ρ0,则ρ=ρ0(m2m1)/(m3m1)3、实验内容及数据记录表格,橙色字体得数据就是在实验室测量出得原始数据,其她数据就是计算所得。一、用游标卡尺(千分尺)测量铜套得高H、外径D、内径d等基本量度,估算各直接测量量得不确定度。计算出物体得体积,估算不确定度。表12游标卡尺(量程125mm、最小分度值Δ仪=0、02mm、零点读数0、00mm)测量铜管外形尺寸123456平均值UAUBUCH(mm)36、0636、0436、1036、0836、0836、1036、080、010、010、01D(mm)20、2220、2620、2420、2620、2820、2620、250、010、010、01d(mm)16、3616、3616、3016、3416、3216、3216、330、010、010、01根据有效数字得取值规则,不确定度只取一个有效数字根据有效数字得取值规则,不确定度只取一个有效数字=0、00955mm≈0、01mm同样可以计算出UA(D)=0、00843mm ≈0、01mm,UA(d)=0、00989mm≈0、01mm,UB===0、01mmUC(H)==0、0150mm≈0、01mm,UC(D)==0、0143mm≈0、01mm,UC(d)==0、0152mm≈0、01mm,计算铜套得体积及其不确定度:V==4063、73mm3=4、0637×106(m) (式中得不确定度U(D)U(d)U(H)代入C类不确定度)=21、68mm3=21、68×10根据有效数字得取值规则,不确定度只取一个有效数字根据有效数字得取值规则,测量结果有效数字得末位要与不确定度末位取齐测量结果为:铜套得体积V=(4、06±0、02根据有效数字得取值规则,不确定度只取一个有效数字根据有效数字得取值规则,测量结果有效数字得末位要与不确定度末位取齐二、用螺旋测微器(外径用千分尺)测量小铁球得直径D,并计算其体积最小分度值Δ仪=0、01mm,系统误差=仪器得零点读数=钢珠123456平均值UAUBUCD(mm)4、9965、0044、9965、0005、0124、9955、0010、0030、0060、006钢珠得直径为:D=5、006±0、006=0、03UB===0、006mmUC(D)==0、0143mm≈0、01mm,=65、68574926≈65、69mm3三、用物理天平测量固体与液体得密度。1、由静力称衡法求固体铜得密度。m1—待测物在空气中得质量 m２—待测物在水中称衡得质量 ρ水—当时水温度下水得密度天平得Δ仪=天平感量=0、05g,温度计得Δ仪m1(g)Δm1(g)m２(g)Δm2(g)T℃ΔT℃此密度就是按当时水得温度查书中水得密度表得到得ρ水(g·cm此密度就是按当时水得温度查书中水得密度表得到得82、780、0552、190、0532、010、99505计算ρ=ρ水m1/(m1－m２)=2、6927×103(kgm3)=2、6927(gcm3)不确定度:因为本实验所有数据都就是单次测量,所以只算B类不确定U(m)=UB===0、0根据有效数字得取值规则,不确定度只取一个有效数字根据有效数字得取值规则根据有效数字得取值规则,不确定度只取一个有效数字根据有效数字得取值规则,测量结果有效数字得末位要与不确定度末位取齐测量结果得报道:待测固体花岗岩得密度为:ρ=2、693±0、001(gcm3)=2、693(1±0、1%)(gcm3)评价:查表知花岗岩密度公认值为2、6(gcm3)至2、7(gcm3),本实验结果刚好在此范围,说明本次实验较准确。2、用静力称衡法测液体密度m1—待测物在空气中得质量 m２—待测物在水中称衡得质量 m3—待测物在液体中称衡得质量,ρ水—当时水温度下水得密度,天平得Δ仪=天平感量=0、05g,温度计得Δ仪m1(g)Δm1(g)m２(g)Δm2(g)m3(g)Δm3(g)T℃ΔT℃ρ水(g·cm3)82、780、0552、190、0244、100、0532、010、99505计算:ρ甘=ρ水(m1－m3)/(m1－m２)此密度就是按当时水得温度查书中水得密度表得到得=0、99505×(82、7844、10)此密度就是按当时水得温度查书中水得密度表得到得=1、258(gcm3)不确定度:因为本实验所有数据都就是单次测量,所以只算B类不确定U(m)=U(m)=UB===0、03g根据有效数字得取值规则,不确定度只取一个有效数字根据有效数字得取值规则,测量结果有效数字根据有效数字得取值规则,不确定度只取一个有效数字根据有效数字得取值规则,测量结果有效数字得末位要与不确定度末位取齐测量结果得报道:甘油得密度为:ρ甘油=1、258±0、002(gcm3)=1、258(1±0、2%)(gcm3)评价:查表得20℃时,甘油密度ρ甘=1、261(gcm3(1、2611、258)/0、002=1、9＜3,测量值与公认值十分接近,结果可取。3、用比重瓶法测量液体得密度。设空比重瓶得质量为m1,充满密度为ρ液待液体时得质量为m2,充满与该液体同温度得蒸馏水时得质量为m3,比重瓶在该温度下容积为V,则天平得Δ仪=天平感量=0、05空瓶质量m1(g)Δm1(g)充满液体时得质量为m2(g)Δm2(g)充满蒸馏水时得质量为m3(g)Δm3(g)7、800、0513、000、0514、250、05计算:由于当时水温相同,所以水得密度与上表查得相同ρ甘=ρ水(m2－m1)/(m3－m1)=0、99505×(14、287、80)÷(13、007、80)=1、24(gcm3)不确定度:因为本实验所有数据都就是单次测量,所以只算B类不确定U(m)=U(m)=UB===0、03g根据有效数字得取值规则,不确定度只取一个有效数字根据有效数字得取值规则根据有效数字得取值规则,不确定度只取一个有效数字根据有效数字得取值规则,测量结果有效数字得末位要与不确定度末位取齐测量结果得报道:甘油得密度为:ρ甘油=1、24±0、02(gcm3)=1、24(1±2%)(gcm3)评价:(1、2611、24)/0、02=1、3＜3所以结果可取实验感想:写出自己实验时所获得得启示或掌握得知识。注意:写实验报告必须用专用得A4实验报告纸,不能用其她形式得作业本信纸方格纸等,并且一定要写上班别、学号、组别、实验题目、实验日期等内容。并且要与预习报告装订在一起交实验报告评分标准名称日期姓名学号填写完全实验目得实验仪器实验原理实验内容数据记录及处理结果讨论观点正确原理图原理公式必要文字数据正确数据计算正确不确定计算正确5分5分5分10分10分10分5分10分15分15分10分实验报告扣分标准未用直尺画表格单位未写未写物理量名称未写学号有效数字错误数据明显错误作图未用铅笔扣5分扣5分扣5分扣3分扣10分扣10分扣5分注意事项:实验预习报告上得实验仪器只需写上标题、画出记录表格,到实验室才把要填内容对着仪器记录好。不能在来实验室前把所使用得仪器名称及型号规格提前写好,如提前写得扣5分,打印得预习报告或实验报告都不能打印出老师发下资料得提示注意事项得