1、 實驗題目： 基本測量1、實驗目的（1）掌握游標卡尺的讀數(shù)原理和使用方法，學會測量不同物體的長度。（2）掌握千分尺（螺旋測微器）和物理天平的使用方法。（3）測量規(guī)則固體密度。（4）測量不規(guī)則固體密度。（5）學會正確記錄和處理實驗數(shù)據(jù)，掌握有效數(shù)字記錄、運算和不確定度估算。2、實驗儀器(在實驗時注意記錄各實驗儀器的型號規(guī)格游標卡尺(量程：125mm，分度值：0.02mm，零點讀數(shù)：0.00mm)、螺旋測微計(量程：25mm，分度值：0.01mm，零點讀數(shù)：-0.005)、物理天平(量程：500g，感量：0.05g)、溫度計(量程：100，分度值：1 )。3、實驗原理1、固體體積的測量圓套內空部分

2、體積V空d2內H4圓筒材料的體積V圓筒壁的體積= 0 1cm 主尺0 5 10圖1 副尺其相對不確定度計算公式為：不確定度為：游標卡尺的工作原理游標卡尺是利用主尺和副尺的分度的微小差異來提高儀器精度的。如圖1所示的“十分游標”，主尺上單位分度的長度為1mm，副尺的單位分度的長度為0.9mm，副尺有10條刻度，當主、副尺上的零線對齊時，主、副尺上第n (n為小于9的整數(shù)) 條刻度相距為n0.1=0.n mm，當副尺向右移動0.n mm時，則副尺上第n條刻度和主尺上某刻度對齊。由此看出，副尺移動距離等于0.1mm的n倍時都能讀出，這就是“十分游標”能把儀器精度提高到0.1mm的道理。0A圖2 B5

3、045C鋼珠(球)的體積螺旋測微計的工作原理如圖2所示，A為固定在弓形支架的套筒，C是螺距為0.5mm的螺桿，B為活動套筒,它和測微螺桿連在一起。活動套筒旋轉一周,螺桿移動0.5mm?；顒犹淄沧蠖诉吘壯貓A周刻有50個分度，當它轉過1分度，螺桿移動的距離=0.5/50=0.01mm，這樣，螺桿移動0.01mm時，就能準確讀出。移測顯微鏡移測顯微鏡的螺旋測微裝置的結構和工作原理與螺旋測微計相似，所以能把儀器精度提高到0.01mm。由于移測顯微鏡能將被測物體放大，因而物體上相距很近的兩點間的距離也能測出。2、固體和液體密度的測量(1)流體靜力稱衡法固體密度的測定，設用物理天平稱衡一外形不規(guī)則的固體，

4、稱得其質量為m，然后將此固體完全浸入水中稱衡，稱得其質量為m1，水的密度為0，則有:固=m0/(m-m1)液體密度的測定先用物理天平稱衡一固體，稱得其質量為m，然后將此固體完全浸入水中稱衡，稱得其質量為m1，若將該物體再浸入待測液體中進行稱衡，設稱得其質量為m2，水的密度為0，則有:液=0(m-m2)/(m-m1)(2)用比重瓶測液體的密度，設空比重瓶的質量為m1，充滿密度為x3待液體時的質量為m2，充滿和該液體同溫度的蒸餾水時的質量為m3，比重瓶在該溫度下容積為V，水的密度為0，則=0(m2-m1)/(m3-m1)3、實驗內容及數(shù)據(jù)記錄表格，橙色字體的數(shù)據(jù)是在實驗室測量出的原始數(shù)據(jù)，其他數(shù)據(jù)

5、是計算所得。一、用游標卡尺（千分尺）測量銅套的高H、外徑D、內徑d等基本量度，估算各直接測量量的不確定度。計算出物體的體積，估算不確定度。表1-2 游標卡尺(量程125mm、最小分度值儀=0.02mm、零點讀數(shù)0.00mm)測量銅管外形尺寸123456平均值UAUBUCH(mm)36.0636.0436.1036.0836.0836.1036.080.010.010.01D(mm)20.2220.2620.2420.2620.2820.2620.250.010.010.01d(mm)16.3616.3616.3016.3416.3216.3216.330.010.010.01根據(jù)有效數(shù)字的取值

6、規(guī)則，不確定度只取一個有效數(shù)字=0.00955mm0.01mm同樣可以計算出UA(D)=0.00843mm0.01mm，UA(d)=0.00989mm0.01mm，UB=0.01mmUC(H)= =0.0150mm0.01mm,UC(D)=0.0143mm0.01mm，UC(d)= =0.0152mm0.01mm，計算銅套的體積及其不確定度：V=4063.73mm3=4.063710-6(m)(式中的不確定度U(D) U(d) U(H)代入C類不確定度)=21.68 mm3=21.6810-9(m)根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不確定度只取一個有效數(shù)字根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，測量結果有效數(shù)字的末位要

7、與不確定度末位取齊測量結果為：銅套的體積V=(4.060.02) 10-6(m)二、用螺旋測微器（外徑用千分尺）測量小鐵球的直徑D，并計算其體積最小分度值儀=0.01mm，系統(tǒng)誤差=儀器的零點讀數(shù)= -0.005mm鋼珠123456平均值UAUBUCD(mm)4.9965.0044.9965.0005.0124.9955.0010.0030.0060.006鋼珠的直徑為：D=5.0060.006=0.03UB=0.006mmUC(D)=0.0143mm0.01mm，=65.6857492665.69mm3(不要求計算體積V的不確定度)三、用物理天平測量固體和液體的密度。1、由靜力稱衡法求固體銅

8、的密度。m1待測物在空氣中的質量m待測物在水中稱衡的質量水當時水溫度下水的密度天平的儀=天平感量=0.05g，溫度計的儀=儀器分度值=1m1(g)m1(g)m(g)m2(g)TT此密度是按當時水的溫度查書中水的密度表得到的水(gcm-3)82.780.0552.190.0532.010.99505計算=水m1/(m1m) =(0.9950510382.7810-3)(82.78-52.190)10-3 =2.6927103(kg m-3) =2.6927(g cm-3)不確定度：因為本實驗所有數(shù)據(jù)都是單次測量，所以只算B類不確定U(m)=UB=0.03g根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不確定度只取一個

9、有效數(shù)字根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，測量結果有效數(shù)字的末位要與不確定度末位取齊測量結果的報道：待測固體花崗巖的密度為：=2.6930.001(gcm-3)=2.693(10.1%)(g cm-3)評價：查表知花崗巖密度公認值為2.6(g cm-3)至2.7(g cm-3)，本實驗結果剛好在此范圍，說明本次實驗較準確。2、用靜力稱衡法測液體密度m1待測物在空氣中的質量m待測物在水中稱衡的質量m3待測物在液體中稱衡的質量，水當時水溫度下水的密度，天平的儀=天平感量=0.05g，溫度計的儀=儀器分度值=1m1(g)m1(g)m(g)m2(g)m3(g)m3(g)TT水(gcm-3)82.780.0552

10、.190.0244.100.0532.010.99505計算：甘=水(m1m3)/(m1m)此密度是按當時水的溫度查書中水的密度表得到的 =0.99505(82.78-44.10)(82.78-52.19) =1.258(g cm-3)不確定度：因為本實驗所有數(shù)據(jù)都是單次測量，所以只算B類不確定U(m)= U(m)=UB=0.03g根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不確定度只取一個有效數(shù)字根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，測量結果有效數(shù)字的末位要與不確定度末位取齊 測量結果的報道：甘油的密度為：甘油=1.2580.002(g cm-3)=1.258(10.2%)(g cm-3)評價：查表得20時，甘油密度甘=1.

11、261(g cm-3)(1.261-1.258)/0.002=1.93，測量值與公認值十分接近，結果可取。3、用比重瓶法測量液體的密度。設空比重瓶的質量為m1，充滿密度為液待液體時的質量為m2，充滿和該液體同溫度的蒸餾水時的質量為m3，比重瓶在該溫度下容積為V，則天平的儀=天平感量=0.05g，空瓶質量m1(g)m1(g)充滿液體時的質量為m2(g)m2(g)充滿蒸餾水時的質量為m3(g)m3(g)7.800.0513.000.0514.250.05計算：由于當時水溫相同，所以水的密度與上表查得相同甘=水(m2m1)/(m3m1)=0.99505(14.28-7.80)(13.00-7.80)

12、=1.24(g cm-3)不確定度：因為本實驗所有數(shù)據(jù)都是單次測量，所以只算B類不確定U(m)= U(m)=UB=0.03g根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，不確定度只取一個有效數(shù)字根據(jù)有效數(shù)字的取值規(guī)則，測量結果有效數(shù)字的末位要與不確定度末位取齊測量結果的報道：甘油的密度為：甘油=1.240.02(gcm-3)=1.24(12%) (g cm-3)評價：(1.261-1.24)/0.02=1.33 所以結果可取實驗感想：寫出自己實驗時所獲得的啟示或掌握的知識。注意：寫實驗報告必須用專用的A4實驗報告紙，不能用其他形式的作業(yè)本信紙方格紙等，并且一定要寫上班別、學號、組別、實驗題目、實驗日期等內容。并且要

13、與預習報告裝訂在一起交實驗報告評分標準名稱日期姓名學號填寫完全實驗目的實驗儀器實驗原理實驗內容數(shù)據(jù)記錄及處理結果討論觀點正確原理圖原理公式必要文字數(shù)據(jù)正確數(shù)據(jù)計算正確不確定計算正確5分5分5分10分10分10分5分10分15分15分10分實驗報告扣分標準未用直尺畫表格單位未寫未寫物理量名稱未寫學號有效數(shù)字錯誤數(shù)據(jù)明顯錯誤作圖未用鉛筆扣5分扣 5分扣 5分扣 3分扣10分扣10分扣5分注意事項：實驗預習報告上的實驗儀器只需寫上標題、畫出記錄表格，到實驗室才把要填內容對著儀器記錄好。不能在來實驗室前把所使用的儀器名稱及型號規(guī)格提前寫好，如提前寫的扣5分，打印的預習報告或實驗報告都不能打印出老師發(fā)下資料的提示注意事項的內容，如有則扣10分，預習報告或實