實(shí)驗(yàn)-力學(xué)基本測(cè)量

實(shí)驗(yàn)一、力學(xué)基本測(cè)量預(yù)習(xí)要求：1、撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告，寫明實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?jiǎn)要敘述實(shí)驗(yàn)原理及方案。見教材19-24頁(yè)。2、了解鋼板尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器的基本結(jié)構(gòu)、測(cè)量原理（游標(biāo)卡尺的差視法、螺旋測(cè)微器的機(jī)械放大方法）、讀數(shù)方法（50分度游標(biāo)卡尺主尺及游標(biāo)，螺旋測(cè)微器固定套筒及微分筒）。物理天平構(gòu)造、測(cè)量原理、調(diào)節(jié)方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）選取不同起始位置，用米尺測(cè)量長(zhǎng)方體的長(zhǎng)L共6次，求長(zhǎng)度。儀器參數(shù)：鋼板尺（最小分度1mm，量程0~150mm）.⑵用游標(biāo)卡尺測(cè)量圓環(huán)的內(nèi)徑D內(nèi)、外徑D外、高卜各6次，求體積及誤差。儀器參數(shù)：游標(biāo)卡尺型號(hào)I型（最小分度0.02mm，量程0~150.00mm.）；（3）用千分尺測(cè)量鋼球的直徑D6次，求體積。儀器參數(shù)：千分尺（最小分度）.01mm，量程0~250.00mm）（4）單次稱衡金屬塊在空氣中和水中的質(zhì)量m、m”求金屬密度及測(cè)量誤差。儀器參數(shù)：物理天平（量程500g，最小分度值0.05g）注意事項(xiàng)：1、用米尺測(cè)量時(shí)，要將有刻度的一面與被測(cè)物體平面貼緊、對(duì)齊、正視讀數(shù)，要盡量避免視差。2、游標(biāo)卡尺在使用前，要看主、副尺的零線是否對(duì)齊，如果有零差要注意正負(fù)。不能用游標(biāo)卡尺測(cè)量粗糙物體，不能將刀口卡住物體來(lái)回移動(dòng)。3、記下千分尺的初讀數(shù)并注意修正。當(dāng)測(cè)微螺桿即將接觸到被測(cè)物時(shí)，應(yīng)旋轉(zhuǎn)棘輪，聽到咔咔聲停止旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行讀數(shù)。測(cè)完后將螺桿退回幾轉(zhuǎn)留出空隙，以免熱脹使桿變形。4、物理天平使用前必須調(diào)零、調(diào)平衡；稱衡中使用起動(dòng)旋鈕要輕升輕放；調(diào)節(jié)平衡螺母、加減砝碼、更換被測(cè)物、移動(dòng)游碼時(shí)，必須橫梁放下進(jìn)行；嚴(yán)禁用手拿砝碼或移動(dòng)游砝。實(shí)驗(yàn)完成后，將托盤架從副刀口上取下。數(shù)據(jù)記錄及處理：（例）圓環(huán)：游標(biāo)卡尺儀器精度：0.02mm單4立：mm次數(shù)1外徑D外15內(nèi)徑D"內(nèi)45高H；5140.02-0.00425.520.01235.48-0.056240.040.01625.540.03235.560.024339.98-0.04425.50-0.00835.52-0.016440.02-0.00425.50-0.00835.540.004540.060.03625.48-0.02835.580.044平均值40.02425.50835.536偏差5.=X,-X一1w1D=-25D=-x(40.02+40.04+39.98+40.02+40.06)=40.024mmn1——1技1一一一一一一一一一一一D=_2D.=—x(25.52+25.54+25.50+25.50+25.48)=25.508mmn1

—1技1_________H=_￡H=—x(35.48+35.56+35.52+35.54+35.58)=35.536mmn1外徑平均值隨機(jī)誤差的極限值為:△一=3。一=3「r

D外D外丫內(nèi)徑平均值隨機(jī)誤差的極限值為:切(D外i—D外'_；(-0.0042+(0.016)2+(-0.044)2+(-0.004)2+(0.036)2~7\=3\,=0.03mmTOC\o"1-5"\h\zn(n-△一=3。一=3「r

D外D外丫內(nèi)徑平均值隨機(jī)誤差的極限值為:Acc內(nèi)i內(nèi)c0.0122+(0.032)2+(—0.008)2+(-0.008)2+(-0.028)25△—=3c—=3\7\=3J=0.03mm。內(nèi)。內(nèi)Yn(n-1)I5x4高平均值隨機(jī)誤差的極限值為：切G—H)i"(-0.056》+0.0242+(-0.016》+0.0042+0.04也八八〃△—=3c—=3[|~7\—=3，,’=0.06mmTOC\o"1-5"\h\zhh\n(n-1)?5x4判斷無(wú)粗大誤差游標(biāo)卡尺儀器誤差限：偵±0.02mm外徑的綜合誤差限為：△?=（草+△2=V0.032+0.022=0.04mm（只取一位有效數(shù)字）夕卜％’D外s內(nèi)徑的綜合誤差限為：△?=3+△=、'0.032+0.022=0.04mm內(nèi)*D內(nèi)s高的綜合誤差限為：△H=*△+△2=0.062+0.022=0.06mm、Hs測(cè)定外徑的結(jié)果：，D外土AD外=40.02土0.04mm(末位對(duì)齊)P=99.7%E=△D外x100%=^004x100%=0.1%外D40.02外測(cè)定內(nèi)徑的結(jié)果：，(—.—一一一.—_.D內(nèi)±AD內(nèi)=25.51土0.04mmP=99.7%E=￡2內(nèi)x100%=^004x100%=0.1%內(nèi)D25.51內(nèi)測(cè)定高的結(jié)果：I(——一..一一一_H±△H=35.54±0.06mmP=99.7%E-=^Hx100%=^006x100%=0.2%HH35.54圓環(huán)的體積為：V=§(D外-D內(nèi))H=§(40.022-25.512)x35.54=2.6550x104mm3體積的誤差傳遞公式：:8V—av~—aV△DQ△V=，(一^△D外)2+(￡1△H)2+(-^_\aD外aH△DQ8V?！?--2D外?H=_x2x40.02x35.54=2234.1mm2。D外8V'————=-?2D內(nèi)?H=—x2x25.51x35.54=1423.9mm28D內(nèi)8V——一一一—8h=-?(D2卜-D內(nèi))=-x(40.022-25.512)=747.12mm2???AV=\：'(2234.1x0.04)2+(1423.9x0.04)2+(747.12x0.06)2=119.67^0.01x104mm3測(cè)定圓環(huán)體積的結(jié)果:V±AV=(2.66土0.01)x104mm3PE=AVx100%=001x100%=0.4%V2.66=99.7%鋼球體積（略）鋁塊在空氣中的質(zhì)量m8.13鋁塊浸沒水中的質(zhì)量m15.11鋁塊：儀器誤差限：0.05g單位：g根據(jù)流體靜力稱衡法測(cè)定鋁塊密度的計(jì)算公式，得8.13p=—p=———x1.00=2.692g/cm2m一mw8.13-5.11體積的相對(duì)誤差為：.(上——-—)2Am2+(—-—)2Am?pmm一m1m一m11=、，(上-1——)2x0.052+(1——)2x0.052I8.13