篇一：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教案4--長(zhǎng)度測(cè)量
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教案
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>
1．掌握游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微計(jì)和移測(cè)顯微鏡的測(cè)量原理和使用方法。 2．根據(jù)儀器的精度和有效數(shù)字的定義，正確記錄原始數(shù)據(jù)。
3．掌握直接測(cè)量和間接測(cè)量的數(shù)據(jù)處理方法，并用不確定度報(bào)告測(cè)量結(jié)果。
實(shí)驗(yàn)儀器：
游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微計(jì)、移測(cè)顯微鏡、滾珠、圓管、毛細(xì)管、鋁塊。
實(shí)驗(yàn)原理：
1． 游標(biāo)卡尺
普通測(cè)長(zhǎng)度的尺子其準(zhǔn)確度有一定的局限性，主要是由于其分度值（即儀器能準(zhǔn)確鑒別的最小量值）較大。例如米尺的分度值為1mm 而不能更小，否則，刻度線太密將無(wú)法區(qū)分。為此，在主尺上裝一個(gè)能夠沿主尺滑動(dòng)的帶有刻度的副尺，稱為游標(biāo)，這樣的裝置稱為游標(biāo)卡尺。
游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)如圖1 所示。主尺 D 是一根鋼制的毫米分度尺，主尺頭上附有鉗口 A 和刀口A′，游標(biāo)E 上附有鉗口 B、刀口 B′ 和尾尺 C ，可沿主尺滑動(dòng)。螺絲F可將游標(biāo)固定在主尺上，當(dāng)鉗口AB密接時(shí)，則刀口 A′B′對(duì)齊，尾尺C和主尺尾部也對(duì)齊，主尺上的0線與游標(biāo)上的0線重合。
圖1 游標(biāo)卡尺
鉗口AB用來(lái)測(cè)物體的長(zhǎng)度及外徑，刀口 A′B′用來(lái)測(cè)物體的內(nèi)徑，而尾尺C則用來(lái)測(cè)物體的深度。它們的讀數(shù)值，都是表示游標(biāo)的0線與主尺的0線之間的距離。
游標(biāo)卡尺的規(guī)格有多種，其精密程度各不相同，但不論哪一種，它的原理和讀數(shù)方法都是一樣的。常用游標(biāo)尺的設(shè)計(jì)，在游標(biāo)尺上刻有m個(gè)分格，游標(biāo)上m個(gè)分格的總長(zhǎng)，正好與主尺上（m–1）個(gè)分格的總長(zhǎng)相等，如果用 y 表示主尺上最小分格的長(zhǎng)度，x 表示游標(biāo)上每一小格的長(zhǎng)度，則
(m–1)y = mx 所以，主尺與游標(biāo)上每個(gè)分格長(zhǎng)度的差值是
y?x?
y
m
這個(gè)量就是游標(biāo)卡尺的分度值。通常主尺最小分格y都為1mm，因此，游標(biāo)的分格數(shù)越多，分度值就越小，卡尺的精密度就越高。
常用的游標(biāo)卡尺的分度值有0.1mm 、0.05mm、0.02mm三種。
利用游標(biāo)卡尺測(cè)物體的長(zhǎng)度時(shí)，把物體放于鉗口之間，游標(biāo)右移。游標(biāo)0線對(duì)準(zhǔn)主尺上某一位置，毫米以上整數(shù)部分l0可以從主尺上直接讀出，毫米以下部分△l從副尺上讀出。
2． 螺旋測(cè)微計(jì)
螺旋測(cè)微計(jì)（千分尺）是比游標(biāo)卡尺更精密的長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器，多用于測(cè)量小球和金屬絲的直徑或平板厚度。常用的一種螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量范圍0~25mm，分度值0.01mm。螺旋測(cè)微計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖2 所示，主要部分是在固定套管上有一個(gè)微動(dòng)螺桿，螺距0.5mm，因此，當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，它沿軸線方向前進(jìn)或后退0.5mm , 此距離在固定套管的標(biāo)尺（即主尺） 上顯示為一個(gè)分格。螺旋桿是和 螺旋柄相連，柄上附有沿圓周的 刻度（微分筒），即副尺，共有 50 個(gè)等分格。當(dāng)微分簡(jiǎn)上的刻 度轉(zhuǎn)過(guò)一分格時(shí)，螺旋桿沿軸線
前進(jìn)或后退的距離為：
0.5mm
0.01m格圖2 螺旋測(cè)微計(jì) 50格
因此，螺旋測(cè)微計(jì)的分度值是0.01mm。
讀數(shù)時(shí)，從固定標(biāo)尺（主尺）上讀出整格數(shù)（每格0.5mm），0.5mm 以下的讀數(shù)則由微分筒（副尺）上的刻度讀出，可估測(cè)到0.001mm位上。
3.移測(cè)顯微鏡
移測(cè)顯微鏡是將測(cè)微螺旋和顯微鏡組合起來(lái)用于精確測(cè)量微小長(zhǎng)度的專用顯微鏡，圖3是實(shí)驗(yàn)室常用的移測(cè)顯微鏡之一。測(cè)微鼓輪A的周邊上刻有100個(gè)分格，鼓輪旋轉(zhuǎn)一周，顯微鏡筒水平移動(dòng)1mm，每轉(zhuǎn)一分格，顯微鏡筒將移動(dòng)0.01mm，它的量程一般是50mm .水平移動(dòng)的距離（毫米數(shù)）由水平標(biāo)尺上讀出，小于1mm的數(shù)，由測(cè)微鼓輪讀出，兩者之和就是此時(shí)移測(cè)顯微鏡的位置坐標(biāo)值。圖3（b）是移測(cè)顯微鏡的螺旋測(cè)微裝置，它包括標(biāo)尺、讀數(shù)準(zhǔn)線E1和E2、測(cè)微鼓輪A。
移測(cè)顯微鏡使用方法：
（1）調(diào)整目鏡C，看清十字叉絲；
（2）將待測(cè)物安放在測(cè)量工作臺(tái)上，轉(zhuǎn)動(dòng)反光鏡H，以得到適當(dāng)亮(轉(zhuǎn) 載于:wWw.cnboThwiN.cOM 博 威范文 網(wǎng):大學(xué)物理長(zhǎng)度測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告)度的視場(chǎng)；
（3）旋動(dòng)調(diào)焦手輪D，使鏡筒B下降到接近物體的表面，然后逐漸上升，看清待測(cè)物； （4）轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微鼓輪A，使叉絲交點(diǎn)和被測(cè)物上的一點(diǎn)（或一條線）對(duì)準(zhǔn)，記下讀數(shù)，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪，使叉絲交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)另一點(diǎn)，再記下讀數(shù)，兩次讀數(shù)之差即為所測(cè)兩點(diǎn)間的長(zhǎng)度。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
1、用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)滾珠的直徑。用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)滾珠的直徑10次。
2、用游標(biāo)卡尺測(cè)圓管的體積。
用游標(biāo)尺測(cè)圓管外徑、內(nèi)徑和高，各6次。
3、 測(cè)鋁塊的體積。
測(cè)鋁塊長(zhǎng)、寬和高，各6次
圖3 移測(cè)顯微鏡
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄：
1、用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)滾珠的直徑
2、用游標(biāo)卡尺測(cè)圓管的體積
3測(cè)鋁塊的體積
篇二：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告范例(長(zhǎng)度和質(zhì)量的測(cè)量)
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目: 長(zhǎng)度和質(zhì)量的測(cè)量
【實(shí)驗(yàn)題目】長(zhǎng)度和質(zhì)量的測(cè)量
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/strong>
掌握米尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微計(jì)等幾種常用測(cè)長(zhǎng)儀器的讀數(shù)原理和使用方法。
2. 學(xué)會(huì)物理天平的調(diào)節(jié)使用方法，掌握測(cè)質(zhì)量的方法。
3. 學(xué)會(huì)直接測(cè)量和間接測(cè)量數(shù)據(jù)的處理，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定度進(jìn)行估算和分析，能正確地表示測(cè)量結(jié)果。
【實(shí)驗(yàn)儀器】(應(yīng)記錄具體型號(hào)規(guī)格等，進(jìn)實(shí)驗(yàn)室后按實(shí)填寫(xiě))
直尺(50cm)、游標(biāo)卡尺(0.02mm)、螺旋測(cè)微計(jì)(0～25mm,0.01mm),物理天平(TW-1B型，分度值0.1g，靈敏度1div/100mg),被測(cè)物體
【實(shí)驗(yàn)原理】(在理解基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)明扼要表述原理，主要公式、重要原理圖等)
一、游標(biāo)卡尺 主尺分度值：x=1mm,游標(biāo)卡尺分度數(shù)：n（游標(biāo)的n個(gè)小格寬度與主尺的n-1小格長(zhǎng)度相等）,游標(biāo)尺分度值：
n1
x（50分度卡尺為0.98mm,20分度的為：0.95mm）,主尺分度值與游標(biāo)尺n
n1x
x?,即為游標(biāo)卡尺的分度值。如50分度卡尺的分度值為：nn
1/50=0.02mm,20分度的為：1/20=0.05mm。
讀數(shù)原理：如圖，整毫米數(shù)L0由主尺讀取，不足1格的小數(shù)部分?l需根據(jù)游標(biāo)尺與主尺對(duì)齊的刻線數(shù)
分度值的差值為：x
lkxkk和卡尺的分度值x/n讀取：
n1x
xk nn
讀數(shù)方法（分兩步）：
(1)從游標(biāo)零線位置讀出主尺的讀數(shù).(2)根據(jù)游標(biāo)尺上與主尺對(duì)齊的刻線k讀出不足一分格
x
的小數(shù),二者相加即為測(cè)量值.即: k,對(duì)于50分度卡尺：0.02;
n對(duì)20分度：0.05。實(shí)際讀數(shù)時(shí)采取直讀法讀數(shù)。
二、螺旋測(cè)微器
原理：測(cè)微螺桿的螺距為0.5mm，微分筒上的刻度通常為50分度。當(dāng)微分筒轉(zhuǎn)一周時(shí)，測(cè)微螺桿前進(jìn)或后退0.5mm，而微分筒每轉(zhuǎn)一格時(shí)，測(cè)微螺桿前進(jìn)或后退0.5/50=0.01mm。可見(jiàn)該螺旋測(cè)微器的分度值為0.01mm，即千分之一厘米，故亦稱千分尺。
讀數(shù)方法：先讀主尺的毫米數(shù)（注意0.5刻度是否露出），再看微分筒上與主尺讀數(shù)準(zhǔn)線對(duì)齊的刻線（估讀一位）,乖以0.01mm, 最后二者相加。
三：物理天平
天平測(cè)質(zhì)量依據(jù)的是杠桿平衡原理
分度值:指針產(chǎn)生1格偏轉(zhuǎn)所需加的砝碼質(zhì)量，靈敏度是分度值的倒數(shù)，即Sn，它表示
m
天平兩盤(pán)中負(fù)載相差一個(gè)單位質(zhì)量時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)的分格數(shù)。如果天平不等臂，會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，消除方法：復(fù)稱法，先正常稱1次，再將物放在右盤(pán)、左盤(pán)放砝碼稱1次(此時(shí)被測(cè)質(zhì)量應(yīng)為砝碼質(zhì)量減游碼讀數(shù))，則被測(cè)物體質(zhì)量的修正值為：m?
【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】(實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及主要操作步驟)
m1m2。
162
(dd) =0.0904mm d9.483mm，UASi
6－1i1
2222
儀＝0.004mm，UAUBS儀=0.09mm
Ud0.09100%0.45% ∴d20.040.09(mm)， Ur(d)d20.044、由表4 數(shù)據(jù)得： mm1m2?293.15293.20293.18(g)
【實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析】
1、米尺測(cè)得**的面積為：S915.7?0.7cm2，相對(duì)不確定度：0.08%
2、游標(biāo)卡尺測(cè)得圓環(huán)體積為：V(4.01.13)?104(mm3)，相對(duì)不確定度：3.2% 3、千分尺測(cè)得圓球直徑為：d20.040.09(mm)，相對(duì)不確定度：0.45% 4、復(fù)稱法測(cè)得圓柱體質(zhì)量為：293.18g。
測(cè)量結(jié)果是可信的。面積的相對(duì)不確定度非常小，并不能說(shuō)明誤差非常小，因只
對(duì)長(zhǎng)、寬的一個(gè)位置進(jìn)行了一次測(cè)量。
游標(biāo)卡尺測(cè)量誤差主要來(lái)自對(duì)與主尺對(duì)齊的游標(biāo)格線判斷不準(zhǔn)；螺旋測(cè)微器的測(cè)量誤差主要來(lái)自對(duì)格線是否露出的判斷和零點(diǎn)讀數(shù)及估讀數(shù)；
從天平測(cè)量結(jié)果可以看出，復(fù)稱法測(cè)出的兩次質(zhì)量很接近，說(shuō)明天平的不等臂誤差是很小的。
懷 化 學(xué) 院 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 記 錄 紙
實(shí)驗(yàn)名稱： 長(zhǎng)度與質(zhì)量的測(cè)量實(shí)驗(yàn)時(shí)間：
表1 米尺測(cè)量××的面積數(shù)據(jù)
米尺量程： 50cm分度值： 1mm儀器誤差： 0.15mm
表2 游標(biāo)卡尺測(cè)量圓環(huán)的體積數(shù)據(jù)記錄表
分度值： 0.02mm儀器誤差：0.02mm零點(diǎn)讀數(shù)：x0： 0 mm
表3 用螺旋測(cè)微器測(cè)量小球直徑記錄表
分度值： 0.01mm 儀器誤差：0.004mm 零點(diǎn)誤差：d0： +0.012 mm
表4 復(fù)稱法測(cè)圓柱體質(zhì)量
最大稱衡質(zhì)量: 1000g
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