大学物理实验：长度密度测量

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1、长度密度的测量太原理工大学物理实验中心2011.9长度的测量实验目的：1.掌握钢板尺、游标卡尺、螺旋测微器的测量原理及正确使用方法。2.运用误差知识，合理选择测量仪器。3.掌握不确定度和有效位数的概念，学会正确记录和处理数据。长度的测量最小刻度为毫米的钢直尺（或钢卷尺）游标卡尺螺旋测微器铁板条(被测物)仪器与器材：长度的测量实验仪器介绍刻度尺是一种最简单的测长仪器，一般分度值为1mm,标度单位为cm,读数时可以准确读到mm位，mm位以下的十分之一mm位是凭眼睛估读位。使用注意事项：1.尽量使待测物贴近刻度尺的刻度线，读数时视线要垂直刻度尺。2.一般不要用刻度尺的端点作

2、为测量的起点，因为端边易受磨损而给测量带来误差。这时可以在刻度尺上任选一刻度线作为测量的起点线。3.刻度尺的刻度可能不够均匀，在测量时要选取不同起点进行多次测量，然后取平均值。4.要学会正确读数和记录的方法。当被测长度的一端和刻度尺零刻度线对齐，另一端位于两个最小刻度之间时，只能用眼睛估读，因而是不准确的，记录的数字要比刻度尺的最小刻度的示数多一位。图1012456678678ABCD012012456456长度的测量长度的测量游标卡尺是由毫米分度值的主尺和一段能滑动的游标副尺构成，它能够把mm位下一位的读数较准确地读出来,因而是比钢尺更准确的测量仪器。游标卡尺可以用

3、来测量长度、孔深及圆筒的内径、外径等几何量。游标卡尺:三用游标卡尺示意图长度的测量1．读数原理：游标副尺上有n个分格，它和主尺上的（n-1）个分格的总长度相等，一般主尺上每一分格的长度为1mm,设游标上每一个分格的长度为x,则有nx=n-1,主尺上每一分格与游标上每一分格的差值为1-x=1/n(mm)，因而1/n(mm)是游标卡尺的最小读数，即游标卡尺的分度值。若游标上有20个分格，则该游标卡尺的分度值为1/20=0.05mm,这种游标卡尺称为20分游标卡尺；若游标上有50个分格，其分度值为1/50=0.02mm，称这种游标卡尺为50分游标卡尺。游标卡尺的仪器误差：一

4、般取游标卡尺的最小分度值为其仪器误差。长度的测量2．读数方法：从游标卡尺的主尺上准确读出mm位，在副尺上读出小于mm位的尾数，以20分游标卡尺为例，游标卡尺脚卡着待测物后，从游标零刻线以左主尺上读出测量长度的整mm数L。，若副尺上的第N格与主尺上的某一格对齐，则副尺的读数取为△L，其值为0.05*N。主副尺读数之和即是测量值。L=L0+△L（2-1）长度的测量Y=100mm+37x0.02mm=100.74mm长度的测量3．注意事项：（1）测量之前应检查游标卡尺的初读数，看主副尺的零刻度线是否对齐，若没有对齐，须记下初读数，以便对测量值进行修正。两量爪并拢时，若游标的

5、“0”线在主尺“0”线的右方，即待测物长度为零时，而卡尺读数不为零，此时的初读数记为正值；两量爪并拢时，若游标的“0”线在主尺“0”线的左方，即待测物长度不为零时，而卡尺读数为零，此时的初读数记为负值，且在游标上读数时应从右端读起。修正值=测量值-零点读数(2)卡住被测物时，松紧要适当，不要用力过大，注意保护游标卡尺的刀口。（3）测量圆筒内径时，要调整刀口位置，以便测出的是直径而不是弦长。（4）游标卡尺上所标度的读数单位为mm。记录测量结果时，注意使用不同单位所对应的数值小数点后数值的位数。被测物的长度等于主尺刻度加副尺刻度。长度的测量图3-1螺旋测微器螺旋测微器（又

6、称千分尺），外形与结构如图3-1所示。长度的测量螺母套管B、固定套管D和测砧E都固定在尺架G上。D上刻有主尺，主尺上有一条横线(称为读数准线)，横线上方刻有表示毫米数的刻线，横线下方刻有表示半毫米的刻线。测微螺杆A和微分筒C、棘轮旋柄K连在一起。微分筒的刻度通常一圈为50分度，也有25分度和100分度的，它是依据螺旋放大的原理制成的。现以50分度为例：它主要部分为一个螺距为0.5mm的微动螺杆在固定螺母中旋转，当微动螺杆旋转时，带有刻度的螺帽也跟随螺杆一起转动一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离，沿轴线方向的微小移动距离，就能用旋转螺帽上的读数表示出来

7、。螺旋测微器的精密螺纹的螺距是0.5mm，旋转螺帽有50个等分刻度，因此旋转螺帽每旋转一小格，相当于测微螺杆前进或后退0.5/50=0.01mm。可见，转动螺帽的每一小格表示0.01mm，所以螺旋测微器可准确到0.01mm。由于还能再估读一位，可读到毫米的千分位。长度的测量图3-2螺旋测微器的读数图测量时应注意螺杆主尺上的读数是否超过0.5mm，图3-2中c应读作5.155mm，图d的读数为5.655mm。螺旋测微器的仪器误差为：0.004mm长度的测量注意事项：（1）记录初读数，并对测量数据作零点修正。螺旋测微器的零点可以调整，各种螺旋测微器的零点