长度与密度实验报告
【篇一：基本长度测量密度测定实验报告[1]】
基本长度的测量 实验目的
1. 掌握游标和螺旋测微装置的原理，学会游标卡尺和螺旋测微器的正确使用
2．学习记录测量数据（原始数据）、掌握数据处理及不确定度的估算和实验结果表示的方法。 实验原理 1、游标卡尺构造及读数原理
游标卡尺主要由两部分构成，如(图2–1)所示：在一毫米为单位的主尺上附加一个能够滑动的有刻度的小尺（副尺），叫游标，利用它可以把主尺估读的那位数值较为准确地读出来。 图2–1
游标卡尺在构造上的主要特点是：游标上n个分度格的总长度与主尺上（n?1）个分度格的长度相同，若主尺上最小分度为a，游标上最小分度值为b，则有 nb?(n?1)a（2.1）
那么主尺与游标上每个分格的差值（游标的精度值或游标的最小分度值）是： n?11
??a?b?a?a?a （2.2） nn
图2-7
常用的游标是五十分游标(n=50)，即主尺上49 mm与游标上50格相当，
见图2–7。五十分游标的精度值?=0．02mm．游标上刻有0、l、2、3、?、9，以便于读数。
毫米以上的读数要从游标“0”刻度线在主尺上的位置读出，毫米以下的数由游标（副尺）读出。
即：先从游标卡尺“0”刻度线在主尺的位置读出毫米的整数位，再从游标上读出毫米的小数位。
游标卡尺测量长度l的普遍表达式为 l?ka?n? （2.3）
式中，k是游标的“0”刻度线所在处主尺刻度的整刻度（毫米）数，n是游标的第n条线与主尺的某一条线重合，a?1mm。图2–8所示的情况，即l?21.58mm。 图2–8
在用游标卡尺测量之前，应先把量爪a、b合拢，检查游标的“0”刻度线是否与主尺的“0”刻度线重合。如不重合，应记下零点读数，加以修正，即待测量l?l1?l0。其中，l1为未作零点修正前的读数值，l0为零点读数。l0可以正，也可以负。
使用游标卡尺时，可一手拿物体，另一手持尺，如图2–9所示。要特别注意保护量爪不被磨损。使用时轻轻把物体卡住即可读数。 图2–9
2、螺旋测微器(千分尺) 常见的螺旋测微器如（图2–10）所示。它的量程是25mm，分度值是0.01mm。 螺旋测微器结构的主要部分是一个微螺旋杆。螺距是0.5 mm。因此，当螺旋杆旋一周时，它沿轴线方向只前进0.5mm。 螺旋柄圆周上，等分为50格，螺旋杆沿轴线方向前进0.01 mm时螺旋柄圆周上的刻度转过一个分格 这就是所谓机械放大原理。
测量物体长度时，应轻轻转动螺旋柄后端的棘轮旋柄，推动螺旋杆，把待测物体刚好夹住时读数，可以从固定标尺上读出整格数，（每格0.5mm）。0.5mm以下 图2– 10
的读数则由螺旋柄圆周上的刻度读出，估读到0.001mm这一位上。如图2–11(a)和(b)，其读数分别为5.650 mm、5.150mm。 (1) 记录零点读数，并对测量数据作零点修正。 (2) 记录零点及将待测物体夹紧测量时，应轻轻转动棘轮旋柄推进螺杆，转动小棘轮时，只要听到发出喀喀的声音，即可读数。 图2–11 实验仪器
游标卡尺： 精度值：0.02mm 量程：125mm 螺旋测微器：分度值：0.01mm 量程：25mm 被测物体： 小球；空心圆柱体。 实验内容
1．螺旋测微器测量圆球直径，不同位置测量6-8次，计算其不确定度，并写出测量结果的标准形式。
2．用游标卡尺测量空心圆柱体不同部分的外径、内径、高度，各测量6-8次。计算空心圆柱体的体积及其不确定度，并写出测量结果的标准形式。 数据处理：
1、用千分尺侧小钢球直径
根据测量原始数据，得小钢球直径测量值，数据如下表： d的测量值为： 171
??di?(9.515?9.514???9.517)?9.515mm 7i?17
a类不确定度为： ?d? ? 71
(di?)2?7?(7?1)i?1 1
(9.515?9
.515)2?(9.514?9.515)2???(9.517?9.515)2?0.000742 b类不确定度为： ?? ub? ?仪3 ?
0.0043 ?0.0023
总的不确定度ud
ud??d?ub?0.00072?0.00232?0.003 2 2
钢球直径d测量结果：
d?(9.515?0.003)mmurd??3.2?10?4 2、用游标卡尺测量空心圆柱体的体积 d的a类不确定度为： ?d? ? 6 1
(di?)2?6?(6?1)i?1
1
(10.96?10.98)2?(11.00?10.98)2???(10.98?10.98)2?0.007730 ??
同理： ?d??h? 6 1
(di?)2?0.0066?6?(6?1)i?1 6 1
(hi?)2?0.0045?6?(6?1)i?1 d的总的不确定度为： ud?d?ub?0.00772?( ?0.014
同理： ud?0.014 22
0.023 )2
uh?0.013
空心圆柱体的体积为： ? ? 4
(2?2)? 3.1416
(10.982?6.582)?80.28?4871.643 4 的不确定度
根据： lnv?ln ? 4
?ln(d2?d2)?lnh 有：
?lnv2d?lnv2d?lnv1 ?2???； ； 222 ?d?d?hhd?dd?d
uv2d?2?1?2?2d?2???2u???d??ud???uh
222v?d?d??d?d??h??2?10.98?0.014??2?6.58?0.014??0.013?????????? 2222
80.2810.98?6.5810.98?6.58??????
?0.0046 2 2 2 222
uv?0.0046??0.0046?4871.643?22.6?23 空心圆柱体的体积测量结果： v?(4871?23)mm3urv??4.6?10 ?3
注： 实验室条件：1、温度：25.0℃； 2、大气压强：759mmhg； 3、湿度：65%
【篇二：基本长度测量密度测定实验报告[1]】
基本长度的测量 实验目的
1. 掌握游标和螺旋测微装置的原理，学会游标卡尺和螺旋测微器的正确使用
2．学习记录测量数据（原始数据）、掌握数据处理及不确定度的估算和实验结果表示的方法。 实验原理 1、游标卡尺构造及读数原理
游标卡尺主要由两部分构成，如(图2–1)所示：在一毫米为单位的主尺上附加一个能够滑动的有刻度的小尺（副尺），叫游标，利用它可以把主尺估读的那位数值较为准确地读出来。 图2–1
游标卡尺在构造上的主要特点是：游标上n个分度格的总长度与主尺上（n?1）个分度格的长度相同，若主尺上最小分度为a，游标上最小分度值为b，则有 nb?(n?1)a（2.1）
那么主尺与游标上每个分格的差值（游标的精度值或游标的最小分度值）是： n?11
??a?b?a?a?a （2.2） nn
图2-7
常用的游标是五十分游标(n=50)，即主尺上49 mm与游标上50格相当，