大学物理实验-长度测量

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,大学物理实验,长度测量,1,1.掌握游标卡尺和螺旋测微器的测量原理。,一、实验目的,2,.正确使用游标卡尺和螺旋测微器。,3,.掌握有效数字和不确定度分析的概念。,4,.学习用列表法处理实验数据。,2,游标卡尺（0.02mm）,螺旋测微器(0.01mm),土字形工件,小钢球,二、实验,仪器,3,二、实验,仪器,主尺,：钢制的毫米分度尺,副尺,：可以沿主尺移动，对主尺的最小分度值再进行分度，可以把主尺上估读的部分精确地读出来。,分度值,：最小格所代表的被测尺寸的数值叫分度值。,1.游标卡尺的结构：,4,二、实验,仪器,游标卡尺的正确使用,5,二、实验,仪器,螺旋测微器的结构,螺旋套筒,砧台,固定套筒,尺架,测杆,旋钮,棘轮,止动扳钮,6,螺旋测微器的正确使用,二、实验,仪器,7,1.游标卡尺的原理：,(1)读数原理：利用两尺的差,-主尺上的分度值,-游标上的分度值,游标上n个分格的总长与主尺上n-1个分格的总长相等，即,则,游标卡尺的最小分度值,其中n为游标的分格的格数，n为多少就是多少分度,例如：10分度的游标，最小分度值是,20分度和50分度的游标，最小分度值分别是0.05mm和0.02mm。,游标卡尺的,最小分度值,一般标在游标卡尺的副尺（游标）上。,三、实验,原理,积累放大法,8,以常见的,50,分度游标卡尺为例,主尺与游标上每个分格的差值是,0.02mm,9,a.先弄清所使用的游标卡尺的,最小分度值,；,b.先从主尺上读出,毫米为单位,的,整毫米数,，即游标零线刚越过的那条主尺刻度的值 ；,c.再从游标上读出毫米为单位的小数部分，即从游标上数出与主尺上的某刻线对得最齐的那条刻线 ，；,d.物体的长度等于整数部分加上小数部分，；,e.将结果的毫米单位换算为所要求的单位。,(2)读数方法,：,测量值主尺读数(毫米整数)+游标对齐刻度线0.02mm(毫米小数),（无估读位）,三、实验,原理,10,例如,（50分度）,主尺与游标上每个分格的差值是0.02mm,三、实验,原理,x=0+120.02=,0.24,mm,x=0.30,mm,11,游标卡尺使用注意事项：,推动游标时要先旋松紧固螺钉，切忌用力过大而引入测量误差；,测量完了要先松开量爪，再取出被测物，以免弄伤内量爪的刀口、外量爪的钳口和量尺的尖端；,用完后应立即放回盒内，不能放在潮湿的地方。,12,2.螺旋测微器的测量原理,三、实验,原理,主尺的最小分度值是,0.5mm,微分筒每旋转一周，测微螺杆将沿轴线方向移动,0.5mm,微分筒每旋转一格（一个分度），相当于测微螺杆沿轴线移动,螺旋测微器可准确地测出毫米的百分位，并可,估读,到毫米的,千分位,。,分度值：,x=0.01 mm,机械放大法,得名千分尺,13,螺旋测微器的读数方法,测量值固定套筒读数(半毫米以上)+螺旋套筒对齐的刻,度线0.01mm，,注意要,有估读位，,估读到0.001mm。,三、实验,原理,x=4+18.,4,0.01=,4.184,mm,x=4.,5,+18.,4,0.01=,4.684,mm,14,螺旋测微器的零点读数,零点读数：转动棘轮，使测微螺杆和测砧刚好接触，固定套管上的准线在螺旋套筒筒上的示值，即为零点读数,。,测量值=读数值-零点读数,三、实验,原理,15,零点读数的修正值：,修正值,实际结果,修正值,实际结果,16,螺旋测微器使用注意事项：,测量前应先检查零点读数；,测量面,A,、,B,和被测物体之间的接触压力应当微小且恒定。,测量完毕，应使测量面,A,、,B,间留出适当间隙，以避免因热胀冷缩而损坏螺纹。,17,1.用游标卡尺测量土字形工件各部位的直径和高,四、实验,步骤,校准仪器，看是否有零误差。,(,本实验为,0.00mm),即测量前，先将外量爪合拢，检查游标的0刻线是否与主尺0刻线重合，如果重合了就可开始测量；如没有重合则说明有零误差，应记下零点读数并加以修正。零误差可负可正，当游标的0刻度线在主尺0刻度线的左侧则记为负值，叫做,负零误差,，反之记为正值叫做,正零误差,。,(2)每个直接测量分别测量6次，并记下相应的测量值。,校准仪器，读取零点读数,。,(2)分别从不同方向测量金属球直径6次，并记下相应的测量值。,2.用螺旋测微器测小钢球的体积,18,1.用游标卡尺测土字形工件的体积,五、实验数据记录表格,19,表,1,用游标卡尺测量小工件的体积 单位：,mm,20,2.用螺旋测微器测小钢球的体积,R,五、实验数据记录表格,21,表,2,用螺旋测微器测量小钢球的体积 单位：,mm,五、实验数据记录表格,22,数据处理方法,（1）每一个直接测量量平均值,（2）平均值的标准偏差,（3）A类不确定度分量,23,数据处理方法,（4）B类不确定度分量,（5）合成不确定度,（6）直接测量量结果,（4）B类不确定度分量,（5）合成不确定度,（6）直接测量量结果,24,数据处理方法,（7）体积的平均值,（8）体积的不确定度,（9）体积的结果,25,1.本实验的原理指的是游标卡尺和螺旋测微器的读数原理和读数方法.,2.注意有效数字的正确书写；,3.写出各物理量的计算过程；,4.给出体积的完整表达结果。,实验报告要求,参考教材P15例1和P18例4,26,1.直接测量量的不确定度参照教材P15例1,2.各圆柱体体积的不确定度参照建材P18例4,3.土字形工件体积的不确定度,实验数据处理要求,4.小钢球体积的不确定度,27,1.,测量前进行零点校正，,测量值=读数值-零点读数,。,2.读数时，视线与刻度面垂直。,3.游标卡尺的测量爪必须紧靠待测物体，但不能将待测物在量爪间来回滑动。,4.使用螺旋测微器时，,首先转动螺旋套筒接近,待测物（测砧间留有空隙），,再转动棘轮接触物体,(听到轻微的咔咔声即可），切勿直接转动螺旋套筒使物体与测砧接触。,6.,测量完毕，量爪之间、测砧面之间应留有空隙,。,注意事项,28,1.何谓仪器分度值,?,米尺、,20,分度游标卡尺和螺旋测微器的分度值各为多少,?,2.有一角游标，主尺29度(29分格)对应于游标30个分格，问这个角游标的分度值是多少?有效数字最后1位应读到哪一位?,3.读数时估计的数位越多，测量值会越准确吗？,思考题,29,