大学物理实验-长度测量.ppt

1 大学物理实验 长度测量 2 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 3 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 4 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 5 二 实验仪器 游标卡尺的正确使用 6 二 实验仪器 7 螺旋测微器的正确使用 二 实验仪器 8 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 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 9 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 10 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 11 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 12 0 02 0 24mm x 0 30mm 12 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 13 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 01mm 机械放大法 得名千分尺 14 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 184mm x 4 5 18 4 0 01 4 684mm 15 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 16 零点读数的修正值 修正值 实际结果 修正值 实际结果 17 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 18 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 19 1 用游标卡尺测土字形工件的体积 五 实验数据记录表格 20 表1用游标卡尺测量小工件的体积单位 mm 21 2 用螺旋测微器测小钢球的体积 五 实验数据记录表格 22 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 23 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 24 数据处理方法 25 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 26 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 27 1 直接测量量的不确定度参照教材P15例12 各圆柱体体积的不确定度参照建材P18例43 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 28 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 29 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