1、實(shí)驗(yàn)一 根本力學(xué)量的測(cè)量長(zhǎng)度是最根本的物理量。在各種各樣的長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器中，?它們的外觀雖然不同，但其標(biāo)度大都是以一定的長(zhǎng)度來(lái)劃分的。對(duì)許多物理量的測(cè)量都可以歸為對(duì)長(zhǎng)度的測(cè)量，因 此，長(zhǎng)度的測(cè)量是實(shí)驗(yàn)測(cè)量的根底。在進(jìn)行長(zhǎng)度的測(cè)量中，我們不僅要求能夠正確使用測(cè) 量?jī)x器，還要能夠根據(jù)對(duì)長(zhǎng)度測(cè)量的不同精度要求，合理選擇儀器，以及根據(jù)測(cè)量對(duì)象和 測(cè)量條件采用適當(dāng)?shù)臏y(cè)量手段。? 密度是表征物體特征的重要物理量，因而密度的測(cè)量對(duì)物體性質(zhì)的研究起著重要的作 用。對(duì)于規(guī)那么的物體，用物理天平測(cè)出其質(zhì)量，用測(cè)量長(zhǎng)度的方法測(cè)出其體積，即可測(cè)量 出物質(zhì)的密度。練習(xí)一 長(zhǎng) 度 的 測(cè) 量實(shí)驗(yàn)?zāi)康?：1. 分別用游標(biāo)卡尺

2、及螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量長(zhǎng)方體、 球體等試樣的尺寸， 并求長(zhǎng)方體、 球體 的體積；2. 屢次等精度測(cè)量誤差的運(yùn)算，求絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。實(shí)驗(yàn)儀器游標(biāo)卡尺，螺旋測(cè)微器，待測(cè)物體實(shí)驗(yàn)原理一、 游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺主要由主尺和游標(biāo)兩局部組成。 游標(biāo)是在主尺上附加一個(gè)能滑動(dòng)的有刻度的 小尺。讀數(shù)時(shí)，主尺上直接讀出主尺最小刻度以上的整數(shù)局部；游標(biāo)上讀出主尺最小刻度 以下的數(shù)值。游標(biāo)上n個(gè)分格的總長(zhǎng)度與主尺上n 1個(gè)分格的總長(zhǎng)度相等，以x,y分別表示游標(biāo)與主尺上的每一格的長(zhǎng)度，因此nx (n 1)y。如圖1 - 1所示是游標(biāo)上門=10的情形。V*¥05Illi 1 1 1ljOmm主尺UIlli 1111r

3、10-V»?圖1-1游標(biāo)卡尺原理示意圖1主尺與游標(biāo)上每個(gè)分格之差為：？b=y x= yn稱為游標(biāo)的精度亦叫測(cè)量的準(zhǔn)確度，是游標(biāo)卡尺的最小讀數(shù)值，它可以準(zhǔn)確地讀到主1尺最小分格值的-。n? 常用游標(biāo)的分格值有 1/10 、1/20、1/50幾種，相應(yīng)的分度值為0?.1mm、。測(cè)量時(shí)，根據(jù)游標(biāo)“ 0線所對(duì)主尺的位置，可在主尺上讀出物體長(zhǎng)度以毫米為單位的整數(shù)局部，毫米以下的長(zhǎng)度局部由游標(biāo)讀出，用游標(biāo)卡尺測(cè)量長(zhǎng)度L的一般表達(dá)式為：L Ka n式中K是游標(biāo)的“ 0線所在處主尺上的整毫米數(shù)， a主尺的最小分度值，n是游標(biāo)的第n 條線與主尺的某一條線對(duì)齊或最靠近。 是游標(biāo)卡尺的準(zhǔn)確度，第二項(xiàng) n就

4、是從游標(biāo)上讀出的毫米以下的長(zhǎng)度局部。如圖 1-2中游標(biāo)卡尺：分度值為，游標(biāo)的第 9格與主尺 的某一條線對(duì)齊，所以讀數(shù)為 4mm+*9=4.45mm? 1 21 1 11 h 1 11 i 111 111 i i 1 i i i iIlli| 1 1丨丨丨1 1丨1丨|丨丨I丨 02550751圖1-2游標(biāo)卡尺的讀數(shù)二、螺旋測(cè)微計(jì)千分尺螺旋測(cè)微計(jì)是比游標(biāo)卡尺更精密的長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器。？它的量程是25mm分度值是。螺旋測(cè)微計(jì)結(jié)構(gòu)的主要局部是微動(dòng)螺旋桿，相鄰螺紋距是0.?5mm=因此，當(dāng)螺旋桿旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，它沿軸線方向只前進(jìn)。 螺旋桿是和螺旋柄相連的，在柄上附有沿圓周的刻度微分筒共有50個(gè)等分格。當(dāng)螺旋柄

5、上的刻度轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)分格時(shí)，螺旋桿沿軸線方向前進(jìn) 0.5/50 mm即。螺旋測(cè)微計(jì)的讀數(shù)可分為三步：首先讀出主尺上的刻線局部；其次讀出套筒上的整刻度數(shù)；最后估計(jì)套筒最小刻度以下局部的數(shù)值。如圖1-3a和b中螺旋測(cè)微計(jì)的讀數(shù)就是采用這種規(guī)那么讀出來(lái)的，它們的讀數(shù)分別為4.905mm和6.030mm。圖1-3 螺旋測(cè)微計(jì)的讀數(shù)實(shí)驗(yàn)步驟：一清點(diǎn)主要儀器1.游標(biāo)卡尺2.二測(cè)量1.游標(biāo)卡尺測(cè)物體的長(zhǎng)度:螺旋測(cè)微計(jì)3. 待測(cè)長(zhǎng)方塊，圓球 讀出游標(biāo)卡尺零點(diǎn)誤差； 用游標(biāo)卡尺分別測(cè)出長(zhǎng)方塊的長(zhǎng)、寬、高，分別測(cè)5次，將數(shù)據(jù)填入表;2.用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)圓球直徑： 讀出螺旋測(cè)微計(jì)零點(diǎn)誤差； 用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)圓球直徑10次，

6、將所測(cè)數(shù)據(jù)填入表中。三列數(shù)據(jù)表格表、用游標(biāo)卡尺測(cè)長(zhǎng)方塊的長(zhǎng)、寬、高。零點(diǎn)誤差:次數(shù)測(cè)量值12345平均值長(zhǎng) a (cm)寬 b (cm)高 c (cm)表、用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)圓球直徑。 零點(diǎn)誤差：次數(shù)12345678910平均值直徑D (cm)數(shù)據(jù)處理要求1. 求出長(zhǎng)方體的體積并求不確定度a算術(shù)平均值最大誤差na i,(a a)/n；aa,a2b)標(biāo)準(zhǔn)誤差：at n n 1；V abc ;V a b cV a b c3d2.求出小球的體積及不確定度：V 6V d3所有數(shù)據(jù)先用肖帷涅準(zhǔn)那么進(jìn)行取舍一次,當(dāng)n=10,常數(shù)cn.再計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤差。4.結(jié)果表達(dá)式中的平均值 =測(cè)量值的平均值-零點(diǎn)誤差?？记绊?/p>

7、知1 .使用游標(biāo)卡尺時(shí)，量爪要卡正物體，手的推力要輕，以免尺框產(chǎn)生傾斜現(xiàn)象；讀 數(shù)時(shí)要仔細(xì)尋找主尺與游標(biāo)對(duì)齊的刻線，同時(shí)讀數(shù)時(shí)盡量正視尺身刻度，防止視差。?2 .螺旋測(cè)微計(jì)在使用前，應(yīng)先將兩測(cè)量面合攏，讀取零點(diǎn)誤差，并分清是正誤差還是負(fù)誤差，最后用以修正測(cè)量值。測(cè)量時(shí)，當(dāng)測(cè)砧與測(cè)桿或待測(cè)物距離較大時(shí)，可以 旋動(dòng)微分筒使螺桿前進(jìn)，當(dāng)測(cè)量面與待測(cè)物體快要接觸時(shí)，應(yīng)輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)力裝置，當(dāng)聽到“喀、喀的打滑聲后，就可以停止轉(zhuǎn)動(dòng)開始讀數(shù)。放入待測(cè)物體時(shí)，要使螺桿中心線跟 待測(cè)物的被測(cè)長(zhǎng)度方向一致，讀數(shù)時(shí)要注意防止讀錯(cuò)整圈數(shù)。3、在松開每個(gè)鎖緊螺絲時(shí)，必須用手托住相應(yīng)局部，以免其墜落和受沖擊：4、注意防止回

8、程誤差，由于螺絲和螺母不可能完全密合，螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變時(shí)它的 接觸狀態(tài)也改變，兩次讀數(shù)將不同，由此產(chǎn)生的誤差叫回程誤差。為防止此誤差，測(cè)量時(shí) 應(yīng)向同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)。思考討論1說(shuō)明在用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量時(shí)，可能出現(xiàn)哪些誤差?2簡(jiǎn)述游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微計(jì)的讀數(shù)原理練習(xí)二固體密度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 掌握物理天平的調(diào)整和使用方法;2. 用流體靜力稱衡法測(cè)固體的密度;實(shí)驗(yàn)儀器天平，待測(cè)物體，細(xì)線，燒杯，水實(shí)驗(yàn)裝置物理天平1 .使用介紹物理天平的構(gòu)造如圖1 4所示，在橫梁上裝有三角刀口A、Fi、F2，中間刀口 A置于支柱頂端的瑪瑙刀口墊上，作為橫梁的支點(diǎn)。兩邊刀口各有秤盤P1、P2，橫梁上升或下降，當(dāng)橫

9、梁下降時(shí)，制動(dòng)架就會(huì)把它托住，以免刀口磨損。 B2,用于空載調(diào)節(jié)平衡。橫梁上裝有游動(dòng)砝碼D ,用于1g以下的稱量。物理天平的規(guī)格由最大稱量值和感量或靈敏 度來(lái)表示。最大稱量值是天平允許稱量的最大質(zhì) 量。感量就是天平的指針從標(biāo)牌上零點(diǎn)平衡位置轉(zhuǎn) 過(guò)一格，天平兩盤上的質(zhì)量差，靈敏度是感量的倒 數(shù)，感量越小靈敏度就越高。物理天平的操作步驟：1水平調(diào)節(jié)：使用天平時(shí)，首先調(diào)節(jié)天平底 座下兩個(gè)螺釘 L1、L2,使水準(zhǔn)儀中的氣泡位于圓圈 線的中央位置；2零點(diǎn)調(diào)節(jié)：天平空載時(shí)，將游動(dòng)砝碼撥到左端點(diǎn)，與0刻度線對(duì)齊。兩端秤盤懸掛在刀口上順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)制動(dòng)旋鈕Q,啟動(dòng)天平,觀察天平是否平衡。當(dāng)指針在刻度尺S上來(lái)回

10、擺動(dòng)，左右擺幅近似相等，便可認(rèn)為天平到達(dá)了平衡。如果不平衡，反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)制動(dòng)旋鈕Q,使天平制動(dòng)，調(diào)節(jié)橫梁兩端的平衡 螺母B1、B2，再用前面的方法判斷天平是否處于平衡狀態(tài)，直至到達(dá)空載平衡為止；3稱量：把待測(cè)物體放在左盤中，右砝碼盤中放置砝碼，輕輕右旋制動(dòng)旋鈕使天 平啟動(dòng)，觀察天平向哪邊傾斜，立即反向旋轉(zhuǎn)制動(dòng)旋鈕，使天平制動(dòng)，酌情增減砝碼，再 啟動(dòng)，觀察天平傾斜情況。如此反復(fù)調(diào)整，直到天平能夠左右對(duì)稱擺動(dòng)。然后調(diào)節(jié)游動(dòng)砝 碼，使天平到達(dá)平衡，此時(shí)游動(dòng)砝碼的質(zhì)量就是待測(cè)物體的質(zhì)量。稱量時(shí)選擇砝碼應(yīng)由大 到小，逐個(gè)試用，直到最后利用游動(dòng)砝碼使天平平衡。2 .維護(hù)方法1天平的負(fù)載量不得超過(guò)其最大稱

11、量值，以免損壞刀口或橫梁;2為了防止刀口受沖擊而損壞，在取放物體、取放砝碼、調(diào)節(jié)平衡螺母以及不使 用天平時(shí)，都必須使天平制動(dòng)。只有在判斷天平是否平衡時(shí)才將天平啟動(dòng)。天平啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)制動(dòng)旋鈕動(dòng)作要輕；3砝碼不能用手直接取拿，只能用鑷子間接挾取。從秤盤上取下后應(yīng)立即放入砝 碼盒中；4天平的各局部以及砝碼都要防銹、防腐蝕，高溫物體以及有腐蝕性的化學(xué)藥品 不得直接放在盤內(nèi)稱量；5稱量完畢將制動(dòng)旋鈕左旋轉(zhuǎn)，放下橫梁，保護(hù)刀口。實(shí)驗(yàn)原理一、測(cè)定規(guī)那么形狀固體的密度設(shè)用天平測(cè)出固體質(zhì)量為m用長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器測(cè)出長(zhǎng)度求出體積為V那么該固體的密度即可求出為m。V二、測(cè)定不規(guī)那么形狀固體的密度對(duì)于密度大于水且不

12、溶于水的不規(guī)那么形狀固體，其體積可用天平來(lái)測(cè)定，但要用流體 靜力稱衡法來(lái)確定。方法如下：用天平稱出物體在空氣中的質(zhì)量m然后用一根細(xì)線把物體拴好浸入水中如圖1-5，用天平稱出物體懸浮在水中的質(zhì)量為叭，那么物體在水中受到的浮力為F m m! g根據(jù)阿基米德原理：浮力的大小等于物體排開同體積水的重量，即F水Vg聯(lián)立上兩式，得物體體積為由此可得物體的密度m mV mmi式中 水為水在t C時(shí)的密度，見附錄。實(shí)驗(yàn)步驟一清點(diǎn)主要儀器Lh 1. 物理天平2.燒杯 3.待測(cè)金屬塊4.溫度計(jì)圖1-5二測(cè)量1. 調(diào)節(jié)物理天平：2. 測(cè)定規(guī)那么形狀固體的密度：將待測(cè)長(zhǎng)方體體放在左盤上，在右盤上加砝碼，稱出待測(cè)物質(zhì)量m;練習(xí)一已測(cè)出體積 V,代入公式即可求出該固體密度。3. 用流體靜力稱衡法測(cè)不規(guī)那么形狀固體的密度： 將待測(cè)物體放在左盤上，在右盤上加砝碼，稱出待測(cè)物質(zhì)量 將燒杯裝上水，放在木托盤上，待測(cè)物用細(xì)線懸吊在水中，稱出待測(cè)物在水中的 質(zhì)量m ； 用溫度計(jì)測(cè)出水的溫度; 將數(shù)據(jù)填入表一中。三列數(shù)據(jù)表格表一.用流體靜力稱衡法測(cè)固體的密度不規(guī)那么形狀固體測(cè)量值偏差空氣中質(zhì)量m浸入水中時(shí)質(zhì)量m數(shù)據(jù)處理要求1、水的密度由水溫根據(jù)書后附表1查出。2、誤差傳遞公式：wm mim；可令 w