大学物理实验-长度测量

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时间:2017-11-08

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1、大学物理实验—长度测量11.掌握游标卡尺和螺旋测微器的测量原理。一、实验目的2.正确使用游标卡尺和螺旋测微器。3.掌握有效数字和不确定度分析的概念。4.学习用列表法处理实验数据。2游标卡尺(0.02mm)螺旋测微器(0.01mm)土字形工件小钢球二、实验仪器3二、实验仪器主尺:钢制的毫米分度尺副尺:可以沿主尺移动,对主尺的最小分度值再进行分度,可以把主尺上估读的部分精确地读出来。分度值:最小格所代表的被测尺寸的数值叫分度值。1.游标卡尺的结构:4二、实验仪器游标卡尺的正确使用5二、实验仪器螺旋测微器的结构

2、螺旋套筒砧台固定套筒尺架测杆旋钮棘轮止动扳钮6螺旋测微器的正确使用二、实验仪器71.游标卡尺的原理:(1)读数原理:利用两尺的差------主尺上的分度值------游标上的分度值游标上n个分格的总长与主尺上n-1个分格的总长相等,即则游标卡尺的最小分度值其中n为游标的分格的格数,n为多少就是多少分度例如:10分度的游标,最小分度值是20分度和50分度的游标,最小分度值分别是0.05mm和0.02mm。游标卡尺的最小分度值一般标在游标卡尺的副尺(游标)上。三、实验原理积累放大法8以常见的50分度游标卡尺为

3、例主尺与游标上每个分格的差值是0.02mm9a.先弄清所使用的游标卡尺的最小分度值;b.先从主尺上读出毫米为单位的整毫米数,即游标零线刚越过的那条主尺刻度的值;c.再从游标上读出毫米为单位的小数部分,即从游标上数出与主尺上的某刻线对得最齐的那条刻线,;d.物体的长度等于整数部分加上小数部分,;e.将结果的毫米单位换算为所要求的单位。(2)读数方法:测量值=主尺读数(毫米整数)+游标对齐刻度线×0.02mm(毫米小数)(无估读位)三、实验原理10例如(50分度)主尺与游标上每个分格的差值是0.02mm三、实

4、验原理x=0+12×0.02=0.24mmx=0.30mm11游标卡尺使用注意事项:推动游标时要先旋松紧固螺钉,切忌用力过大而引入测量误差;测量完了要先松开量爪,再取出被测物,以免弄伤内量爪的刀口、外量爪的钳口和量尺的尖端;用完后应立即放回盒内,不能放在潮湿的地方。122.螺旋测微器的测量原理三、实验原理主尺的最小分度值是0.5mm微分筒每旋转一周,测微螺杆将沿轴线方向移动0.5mm微分筒每旋转一格(一个分度),相当于测微螺杆沿轴线移动螺旋测微器可准确地测出毫米的百分位,并可估读到毫米的千分位。分度值:△

5、x=0.01mm机械放大法得名千分尺13螺旋测微器的读数方法测量值=固定套筒读数(半毫米以上)+螺旋套筒对齐的刻度线×0.01mm,注意要有估读位,估读到0.001mm。三、实验原理x=4+18.4×0.01=4.184mmx=4.5+18.4×0.01=4.684mm14螺旋测微器的零点读数δ零点读数:转动棘轮,使测微螺杆和测砧刚好接触,固定套管上的准线在螺旋套筒筒上的示值,即为零点读数δ。测量值=读数值-零点读数三、实验原理15零点读数的修正值:修正值实际结果修正值实际结果16螺旋测微器使用注意事项:

6、测量前应先检查零点读数;测量面A、B和被测物体之间的接触压力应当微小且恒定。测量完毕,应使测量面A、B间留出适当间隙,以避免因热胀冷缩而损坏螺纹。171.用游标卡尺测量土字形工件各部位的直径和高四、实验步骤校准仪器,看是否有零误差。(本实验为0.00mm)即测量前,先将外量爪合拢,检查游标的0刻线是否与主尺0刻线重合,如果重合了就可开始测量;如没有重合则说明有零误差,应记下零点读数并加以修正。零误差可负可正,当游标的0刻度线在主尺0刻度线的左侧则记为负值,叫做负零误差,反之记为正值叫做正零误差。(2)每个

7、直接测量分别测量6次,并记下相应的测量值。校准仪器,读取零点读数δ。(2)分别从不同方向测量金属球直径6次,并记下相应的测量值。2.用螺旋测微器测小钢球的体积181.用游标卡尺测土字形工件的体积五、实验数据记录表格19表1用游标卡尺测量小工件的体积单位:mm202.用螺旋测微器测小钢球的体积R五、实验数据记录表格21表2用螺旋测微器测量小钢球的体积单位:mm五、实验数据记录表格22数据处理方法(1)每一个直接测量量平均值(2)平均值的标准偏差(3)A类不确定度分量23数据处理方法(4)B类不确定度分量(5

8、)合成不确定度(6)直接测量量结果(4)B类不确定度分量(5)合成不确定度(6)直接测量量结果24数据处理方法(7)体积的平均值(8)体积的不确定度(9)体积的结果251.本实验的原理指的是游标卡尺和螺旋测微器的读数原理和读数方法.2.注意有效数字的正确书写;3.写出各物理量的计算过程;4.给出体积的完整表达结果。实验报告要求参考教材P15例1和P18例4261.直接测量量的不确定度参照教材P15例12.各圆柱体体积的不确定度

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