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2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品)

时间:2018-10-22 22:00:17   作者:第一文库网   来源:   阅读:195   评论:0
内容摘要:大学物理实验报告姓名学号学院班级实验日期2017年5月23日实验地点:实验楼B411室实验名称长度的基本测量组号第组【实验目的】1.掌握游标卡尺、螺旋测微计和读数显微镜的原理。2.学会游标卡尺、螺旋测微计和读数显微镜的使用方法。3.运用误差理论和有效数字的运算规则完成实验数据处理,并分析产生误差的原因。【实验器材】游标...

大学物理实验报告

 

2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品)姓名              学号                 

学院               班级           

实验日期  2017   5   23       实验地点:实验楼B411室

实验名称

长度的基本测量

组号

第   组

【实验目的】

1.掌握游标卡尺、螺旋测微计和读数显微镜的原理

2.学会游标卡尺、螺旋测微计和读数显微镜的使用方法。

3.运用误差理论和有效数字的运算规则完成实验数据处理,并分析产生误差的原因。

【实验器材】

游标卡尺、螺旋测微计、读数显微镜、待测物体(铁制圆筒、金属丝、小钢珠、毛细管各一件)

 

【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(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。

2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品) 

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

2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品)                          (式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:

2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品)                   (式2

2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品) 

2

常用的游标是五十分游标(N=50),即主尺上49mm与游标上50格相当,见图27。五十分游标的精度值δ=0.02mm。游标上刻有0l23、…、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。

游标卡尺测量长度的普遍表达式为

2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品)                         (式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3所示的情况,即l=21.58mm

2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品) 

3

在用游标卡尺测量之前,应先把量爪AB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4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。

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2、螺旋测微器(千分尺)

常见的螺旋测微器如(图5)所示。它的量程是25mm,分度值是0.01mm

2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品) 

5

螺旋测微器结构的主要部分是一个微螺旋杆。螺距是0.5mm。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0.01mm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6(a)(b),其读数分别为5.650mm5.150mm

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(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。

 

【实验步骤】

一、游标卡尺的使用

1.先使游标卡尺的两量爪密切结合,测零点读数,若游标上的零刻线与主尺上的零刻线重合,则零点读为零。右手握主尺,用拇指推动游标尺上小轮,使游标尺向右移动到某一任意位置,固定螺丝M后读出长度值。在掌握操作方法和读数方法后开始测量。

2.用游标卡尺测圆筒的内径、外径、深度和高度,填入表一。注意要取不同的位置反复测五次,按表中的要求填写各项,并求出圆筒内体积、绝对误差、相对误差和测量结果。

二、螺旋测微计的使用

1.掌握螺旋测微计注意事项,熟悉使用方法和读数方法后,再开始测量。

2.记下零点读数,测量小钢球和金属丝的直径各五次。将测量值填入表二中,并求钢球的体积和金属丝的截面积以及它们的绝对误差、相对误差和测量结果。

三:读数显微镜的使用

1.掌握读数显微镜的使用方法和注意事项。

2.用读数显微镜测小圆片的内径。将读数显微镜对准小圆片,调节物距看清管口的像,测其内径。调转小圆片,对另一边进行测量。每端测三次。

3.将测量数据记录表中。

 

【数据记录与处理】

 

表一:用游标卡尺测量圆管体积              

游标卡尺的精密度:        mm

项目

1

2

3

4

5

平均值

绝对误差

平均绝对误差

测量结果

外径2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

内径 2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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圆筒内的体积  2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品)=

相对误差     2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品)

绝对误差     2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品)

测量结果     2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品)

 

 

表二:用千分尺测量钢球的直径    

千分尺的精密度:        mm      零点读数2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品)          2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品)

项目

1

2

3

4

5

平均值

绝对误差

平均绝对误差

测量结果

直读值(2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品)

 

 

 

 

 

 

2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品)2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品) 

2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品) 

 

测量值(2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

钢球体积     2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品)=

相对误差     2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品)

绝对误差     2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品)

测量结果     2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品)

表三:  用读数显微镜测量圆环的内径       

读数显微镜的精密度:           mm

项目

1

2

3

4

5

平均值

绝对误差

平均绝对误差

测量结果

2017年大学物理实验报告之长度基本测量(完整精品)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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【原始实验数据粘贴处】

 

 

【思考题】

1.使用游标卡尺时应该注意什么?

 

1、游标卡尺是比较精密的测量工具,要轻拿轻放,不得碰撞或跌落地下。使用时不要用来测量粗糙的物体,以免损坏量爪,避免与刃具放在一起,以免刃具划伤游标卡尺的表面,不使用时应置于干燥中性的地方,远离酸碱性物质,防止锈蚀。

2、测量前应把卡尺揩干净,检查卡尺的两个测量面和测量刃口是否平直无损,把两个量爪紧密贴合时,应无明显的间隙,同时游标和主尺的零位刻线要相互对准.这个过程称为校对游标卡尺的零位。

3、移动尺框时,活动要自如,不应有过松或过紧,更不能有晃动现象。用固定螺钉固定尺框时,卡尺的读数不应有所改变。在移动尺框时,不要忘记松开固定螺钉,亦不宜过松以免掉了。

4、用游标卡尺测量零件时,不允许过分地施加压力,所用压力应使两个量爪刚好接触零件表面。如果测量压力过大,不但会使量爪弯曲或磨损,且量爪在压力作用下产生弹性变形,使测量得的尺寸不准确(外尺寸小于实际尺寸,内尺寸大于实际尺寸)。

5、在游标卡尺上读数时,应把卡尺水平的拿着,朝着亮光的方向,使人的视线尽可能和卡尺的刻线表面垂直,以免由于视线的歪斜造成读数误差。

6、为了获得正确的测量结果,可以多测量几次。即在零件的同一截面上的不同方向进行测量。对于较长零件,则应当在全长的各个部位进行测量,务使获得一个比较正确的测量结果。

 

2.使用千分尺时应该注意什么?

 

1、千分尺是一种精密量具,使用时应小心谨慎,动作轻缓,不要让它受到打击和碰撞。千分尺内的螺纹非常精密,使用时要注意:①旋钮和测力装置在转动时都不能过分用力;②当转动旋钮使测微螺杆靠近待测物时,一定要改旋测力装置,不能转动旋钮使螺杆压在待测物上;③当测微螺杆与测砧已将待测物卡住或旋紧锁紧装置的情况下,决不能强行转动旋钮。

2、有些千分尺为了防止手温使尺架膨胀引起微小的误差,在尺架上装有隔热装置。实验时应手握隔热装置,而尽量少接触尺架的金属部分。

3、使用千分尺测同一长度时,一般应反复测量几次,取其平均值作为测量结果。

4、千分尺用毕后,应用纱布擦干净,在测砧与螺杆之间留出一点空隙,放入盒中。如长期不用可抹上黄油或机油,放置在干燥的地方。注意不要让它接触腐蚀性的气体。

 

3.使用游标卡尺时应该注意什么?

 

同思考题1。



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