基本測量實(shí)驗(yàn)報(bào)告.doc

課程編號 得分教師簽名批改日期深 圳 大 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告課程名稱： 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（一） 實(shí)驗(yàn)名稱： 基本測量實(shí)驗(yàn) 學(xué) 院： 指導(dǎo)教師： 報(bào)告人： 組號： 學(xué)號 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 提交時(shí)間： 1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.要求掌握游標(biāo)卡尺、千分尺的測量原理和使用方法，通過清晰地展現(xiàn)長度測量技術(shù)的進(jìn)步過程，體會(huì)人類智慧的魅力；2.通過求出銅管的體積，理解不確定度的計(jì)算方法和最后結(jié)果的科學(xué)表示方法，著重培養(yǎng)和提高實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)步驟與表格制定能力。二、實(shí)驗(yàn)原理：1.游標(biāo)卡尺的基本原理 為了使米尺測得更準(zhǔn)一些，在米尺上附加一個(gè)能夠滑動(dòng)的有刻度的小尺（稱為游標(biāo)），這樣就構(gòu)成了游標(biāo)卡尺，如圖1-1所示。 一般游標(biāo)卡尺的刻度方法有：游標(biāo)卡尺的游標(biāo)上有n個(gè)刻度，它的總長與主尺上(n 1)個(gè)刻度的總長相等。設(shè)主尺每個(gè)刻度的長為y，游標(biāo)每個(gè)刻度的長為x，則有 nx = (n 1) y， 由此求得主尺與游標(biāo)每個(gè)刻度的差值為: = y x = y / n 差值正是游標(biāo)卡尺能讀準(zhǔn)的最小讀數(shù)值，就是游標(biāo)卡尺的分度值，稱為游標(biāo)的精度，按上述原理刻度的方法稱為差示法。2. 螺旋測微計(jì)（千分尺）的基本原理螺旋測微計(jì)是比游標(biāo)卡尺更精密的長度測量儀器。對于螺距為y的螺旋，每轉(zhuǎn)一周螺旋將沿軸線方向移動(dòng)一個(gè)螺距y。如果轉(zhuǎn)了1 / n周（n是沿螺旋一周總的刻度線數(shù)目），螺旋將沿軸線移動(dòng)y / n的距離，y / n稱為螺旋測微計(jì)的分度值。因此，借助螺旋的轉(zhuǎn)動(dòng)，把沿軸線方向移動(dòng)的不易測量的微小距離，轉(zhuǎn)變?yōu)閳A周上移動(dòng)的較大距離表示出來，這就是所謂的機(jī)械放大原理。螺旋測微計(jì)是根據(jù)此原理制成的。常見的螺旋測微計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖1-2所示，它的主要部分是一根測微螺軒，其螺距是0.5mm，當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，螺桿就沿軸線前進(jìn)或后退0.5mm。螺桿外部附著一個(gè)微分筒，沿微分筒的圓周有50條等分刻度線，當(dāng)微分筒轉(zhuǎn)過一條刻度線時(shí)，測微螺桿就移動(dòng)0.5/50mm=0.01mm。因此，螺旋測微計(jì)的分度值是0.01mm，即千分之一厘米，千分尺因此而得名。實(shí)驗(yàn)室常用的螺旋測微計(jì)的量程是25mm，分度值0.01mm。螺旋測微計(jì)測量前先檢查“0”點(diǎn)。輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)微分筒，推動(dòng)螺桿前進(jìn)，當(dāng)聽到“咯、咯”兩聲時(shí)就停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)的零點(diǎn)讀數(shù)若不為零，就有零差出現(xiàn)，其校政方法如下：設(shè)零點(diǎn)的讀數(shù)為L0，待測物的讀數(shù)為L，則待測物的實(shí)際長度L=L-L0,其零點(diǎn)差值L0可正可負(fù)。順刻度線序列的L0記為正值，逆刻度線序列的L0記為負(fù)值。如圖1-3（a）中，L0=-0.010mm，而圖1-3（b）中，L0=0.022mm.三、實(shí)驗(yàn)儀器：儀器名稱組號型號量程分度值儀螺旋測微器游標(biāo)卡尺圓環(huán)、粗銅絲、細(xì)銅絲四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟：.1用游標(biāo)卡尺測量圓環(huán)的外徑D、內(nèi)徑d和高H 提示：表格中要有記錄卡尺的零點(diǎn)誤差、卡尺的儀器誤差、外徑D、內(nèi)徑d、高度H的單位和各量不確定度的列以及k次測量的行，并有最后獲得的平均值的行。2 用螺旋測微計(jì)測量粗銅絲、細(xì)銅絲的直徑（ 提示：表格中要有記錄千分尺零點(diǎn)、千分尺基礎(chǔ)誤差、粗銅絲直徑D1、細(xì)銅絲直徑D2的單位和各量不確定度的列以及k次測量的行，并有最后獲得的平均值的行。五、數(shù)據(jù)記錄：組號： ；姓名 1、用游標(biāo)卡尺R測量圓筒的外徑D、內(nèi)徑d、和高H； kD( )d ( )H( )12345678910平均 卡尺零點(diǎn)誤差： ； 卡尺的儀器誤差 2、 用螺旋測微計(jì)測量粗銅絲、細(xì)銅絲的直徑 千分尺零點(diǎn)： 千分尺儀器誤差 k( ) ( )12345678910平均六、數(shù)據(jù)處理：1、計(jì)算圓筒的外徑,并計(jì)算2、計(jì)算圓筒的內(nèi)徑,并計(jì)算3、計(jì)算圓筒的高,并計(jì)算4、計(jì)算圓筒體積V，并計(jì)算5、計(jì)算粗銅絲直徑及6、計(jì)算細(xì)銅絲直徑及7、間接量 ，計(jì)算B的平均值、相對不確定度和絕對不確定度。提示：七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論： 實(shí)驗(yàn)結(jié)果1：圓筒的外徑： （ ）P = 實(shí)驗(yàn)結(jié)果2：圓筒的內(nèi)徑： （ ）P = 實(shí)驗(yàn)結(jié)果3：圓筒的高： （ ）P = 實(shí)驗(yàn)結(jié)果4：圓筒體積： （ ）P = 實(shí)驗(yàn)結(jié)果5：粗銅絲的直徑： （ ）P = 實(shí)驗(yàn)結(jié)果6：粗銅絲的直徑： （ ）P = 實(shí)驗(yàn)結(jié)果7： （ ）P = 實(shí)驗(yàn)討論：八、思考題1.如何更大程度地減少試驗(yàn)誤差。答：在同一條件下多次重復(fù)實(shí)驗(yàn),取平均值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以更大程度地減少試驗(yàn)誤差。2. 如何更好地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。答：在記錄時(shí),需要遵循五性原則：)原始性：不允許再作改動(dòng)、不能修改)及時(shí)性：立即記錄、不能回憶)完整性：實(shí)驗(yàn)的條件、實(shí)驗(yàn)的過程、觀察到的現(xiàn)象、測量到的數(shù)據(jù)等等)系統(tǒng)性：一兩次實(shí)驗(yàn)記錄、連續(xù)觀察和記錄)客觀性：不作任何評論和解釋3. 用游標(biāo)卡尺、螺旋測微計(jì)長度時(shí)，怎樣讀出毫米以下的數(shù)值？答：游標(biāo)卡尺找主尺與游標(biāo)尺對齊的刻度線讀數(shù)，再乘以分度值；螺旋測微器找到套筒上的整刻度數(shù)乘以0.01，然后再估讀一位。4. 何謂儀器分度值？米尺、20分度游標(biāo)卡尺和螺旋測微計(jì)的分度值各為多少？如果用它們測量約7cm的長度，問各能讀得幾位有效數(shù)字？答：（1）在計(jì)量器具的刻度標(biāo)尺上，最小格所代表的被測尺寸的數(shù)值叫做分度值，分度值又稱刻度值（最小刻度值）；（2）米尺、20分度游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的分度值為1mm、0.05mm、0.01mm；（3）用它們測量約7cm的長度讀得的有效數(shù)字位分別為4位，4位，5位。5. 使用螺旋測微計(jì)時(shí)應(yīng)注意些什么？答：測量時(shí)，注意要在測微螺桿快靠近被測物體時(shí)應(yīng)停止使用旋鈕，而改用微調(diào)旋鈕，避免產(chǎn)生過大的壓力，既可使測量結(jié)果精確，又能保護(hù)螺旋測微器。在讀數(shù)時(shí)，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻線是否已經(jīng)露出。讀數(shù)時(shí)，千分位有一位估讀數(shù)字，不能隨便扔掉，即使固定刻度的零點(diǎn)正好與可動(dòng)刻度的某一刻度線對齊，千分位上也應(yīng)讀取為“0”。當(dāng)小砧和測微螺桿并攏時(shí)，可動(dòng)刻度的零點(diǎn)與固定刻度的零點(diǎn)不相重合，將出現(xiàn)零誤差，應(yīng)加以修正，即在最后測長度的讀數(shù)上去掉零誤差的數(shù)值。6. 有一角游標(biāo)，主尺29度（29分格）對應(yīng)于游標(biāo)30個(gè)分格，問這個(gè)角游標(biāo)的分度值是多少？有效數(shù)字最后1位應(yīng)讀到哪一位？答：這個(gè)角游標(biāo)的分度值是1，有效數(shù)字最后一位讀到百分位。7.已知一游標(biāo)卡尺的游標(biāo)刻度有50個(gè)，用它測得某物體的長度為5.428cm，那么，在主尺上的讀數(shù)是多少？通過游標(biāo)的讀數(shù)是多少？游標(biāo)上的哪一刻線與主尺上的某一刻線對齊？答：，L=5.428cm=54.28mm；該游標(biāo)卡尺是50分度游標(biāo)卡尺，其分度值為0.02mm，由此可得dpkyL+=1k+0.02p=54.28mm，由此可解得，k=54，p=14。故主尺上的讀數(shù)為54mm，通過游標(biāo)的讀數(shù)是0.28mm，游標(biāo)上的第14個(gè)刻線與主尺上的第68個(gè)刻度