实验1基本测量
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实验1 长度测量长度测量是最基本的测量之一,科学实验和生产实践中许多测量都与长度测量有关。
不少定量的物理仪器,其标度均按一定长度来划分,比如,用温度计测温度和用电流表或电压表测电流或电压时,就是准确观测水银柱在温度标尺上的距离和电表指针在表头标尺上的距离来量度的。
总之,长度测量是一切测量的基础,掌握长度测量的正确方法是非常重要的。
长度测量的仪器和方法有多种多样,最基本的测量工具要算米尺、游标卡尺和螺旋测微计。
如果所要测量的物体无法直接接触测量或物体的线度很小且测量要求准确度很高,则可用其它更精密的仪器(如读数显微镜)或其它更适合的测量方法。
【实验目的】1.掌握刻度尺、游标卡尺、螺旋测微计的原理和使用方法。
2.巩固有关误差、实验结果不确定度和有效数字的知识,熟悉数据记录、处理及测量结果表示的方法。
【实验原理】1.长度的测量长度的测量是最基本的测量,最常用的工具是刻度尺。
2.长度的单位及换算长度的国际单位是米(m),常用的单位有千米(Km),分米(dm)厘米(cm),毫米(mm)微米(μm)纳米(nm)1Km = 1000 m 1m = 10 dm 1dm = 10 cm 1cm = 10 mm 1mm = 1000μm 1μm = 1000nm长度的单位换算时,小单位变大单位用除,大单位换小单位用乘3.正确使用刻度尺(1)使用前要注意观察零刻度线、量程、分度值(2)使用时要注意①尺子要沿着所测长度放,尺边对齐被测对象,必须放正重合,不能歪斜。
②不利用磨损的零刻度线,如因零刻线磨损而取另一整刻度线为零刻线的,切莫忘记最后读数中减掉所取代零刻线的刻度值。
③厚尺子要垂直放置④读数时,视线应与尺面垂直4.正确记录测量值测量结果由数字和单位组成(1)只写数字而无单位的记录无意义(2)读数时,要估读到刻度尺分度值的下一位5.误差测量值与真实值之间的差异误差不能避免,能尽量减小,错误能够避免是不该发生的减小误差的基本方法:多次测量求平均值,另外,选用精密仪器,改进测量方法也可以减小误差6.特殊方法测量(1)累积法如测细金属丝直径或测纸张的厚度等(2)卡尺法(3)代替法7.游标卡尺原理及读数方法(1)游标卡尺的构造游标是为了提高角度、长度微小量的测量精度而采用的一种读数装置。
实验一水准测量实验报告一、目的与要求1.了解DS 3型水准仪的基本构造,认清其主要部件的名称,性能和作用。
2.练习水准仪的正确安置、瞄准和读数。
3.掌握普通水准测量的施测、记录、计算、闭合差调整及高程计算的方法。
二、计划与设备1.实验时数安排为2学时。
2.实验小组由8人组成:4人操作,2人记簿,2人扶尺。
2. 实验设备:DS水准仪1台,双面水准尺2根,尺垫2个,记录纸2张,3三角架1个;铅笔1根。
三、水准测量原理水准仪器组合:1.望远镜2.调整手轮3.圆水准器4.微调手轮5.水平制动手轮6.管水准器7.水平微调手轮8.脚架四、方法与步骤(一)水准仪的认识与使用1.安置仪器:先将三脚架张开,使其高度适当,架头大致水平,并将架腿踩实,再开箱取出仪器,将其固连在三脚架上。
2.认识仪器:指出仪器各部件的名称和位置,了解其作用并熟悉其使用方法。
同时弄清水准尺的分划注记。
3.粗略整平:双手食指和拇指各拧一只脚螺旋,同时对向(或反向)转动,使圆水准器气泡向中间移动;再拧另一只脚螺旋,使气泡移至圆水准器居中位置。
若一次不能居中,可反复进行。
(练习并体会脚螺旋转动方向与圆水准器气泡移动方向的关系。
)4.水准仪的操作:瞄准——转动目镜调焦螺旋,使十字丝清晰,松开制动螺旋,转动仪器,用照门和准星瞄准水准尺,拧紧制动螺旋,转动微动螺旋,使水准尺位于视场中央,转动物镜调焦螺旋,消除视差使目标清晰(体会视差现象,练习消除视差的方法)。
精平——转动微倾螺旋,使符合水准管气泡两端的半影像吻合(成圆弧状),即符合气泡严格居中。
读数——从望远镜中观察十字丝横丝在水准尺上的分划位置,读取四位数字,即直读出米、分米、厘米的数值,估读毫米的数值。
5.观测练习:在仪器两侧各立一根水准尺,分别进行观测(瞄准,精平,读数),记录并计算高差。
不动水准尺,改变仪器高度,同法观测。
或不动仪器,改变两立尺点位置同法观测。
检查是否超限。
(二)普通水准测量1.选定一条闭合水准路线,其长度以安置4~6个测站为宜。
实验一力学基本测量——长度、质量和密度的测量【实验目的】1.掌握米尺、游标卡尺、螺旋测微器几种常用测量长度仪器的使用方法。
2.进一步理解误差和有效数字的概念,并能正确地表示测量结果。
3.学习数据记录表格的设计方法。
【实验仪器】游标卡尺、螺旋测微器、电子天平、工件【实验原理】一、长度的定义长度是最基本的物理量,是构成空间的最基本要素,是一切生命和物质赖以存在的基础。
世上任何物体都具有一定的几何形态,空间或几何量的测量对科学研究、工农业生产和日常生活需求都有巨大的影响。
在SI制中,长度的基准是米。
一旦定义了米的长度,其他长度单位就可用米来表示。
“米”制于1791年开创于法国,多年来,铂铱合金米原器一直保留在法国巴黎附近。
随着人们对客观世界认识的不断深入,科学技术的发展,原有长度标准已无法满足人们的需求。
实验证明光波波长是一种可取的长度自然基准,1960年第11届国际计量大会,重新定义了米的标准为:米的长度等于氪-86原子的2P10和 2d5能级之间跃迁的辐射在真空中波长的1650763.73倍。
其测量精度达到了5*10-9m,从而开创了以自然基准复现米基准的新纪元。
随着人类对宏观世界认识的不断扩大, 对微观世界的认识也在不断深入; 大单位越来越大, 小单位越来越小. 在天文学中常用的最大长度单位是光年(Light year), 是光(每秒299792.459公里)在一年(365天)里走的距离; 最小的长度单位是“埃”, 一亿分之一(10^-8)厘米.后来又出现了比埃更小的长度单位, 即 atto-meter. 1个atto-meter是十的16次方分之一(10-16) 厘米. 从1960年开始, 度量时间的最短单位称为nano-second, 为十亿分之一秒. 光线在1个nano-second里, 只能走30厘米.还有比光年更大的单为. 太阳以银河为中心绕一周,通常称为一个宇宙年, 约等于2亿5千万年. 但是, 最大的长度单位是印度教记年上的“卡巴尔”: 一个卡巴尔等于43亿2千万年, 或19个宇宙年.二、常用长度测量仪器 (一)米尺米尺包括钢卷尺和钢直尺,米尺的最小刻度值为1mm ,用米尺测量物体的长度时,可以估测到十分之一毫米,但是最后一位是估计的。
大学物理实验报告基本测量(1)大学物理实验报告基本测量一、引言实验是物理学学习的重要环节,而实验报告是实验的重要组成部分。
实验报告中基本测量是必须要进行的,本文将介绍实验报告基本测量的要求和相关事项。
二、基本测量1.测量原理和方法:指明测量所用的物理量和测量方法,并解释测量结果的意义。
2.测量精度和误差:首先进行误差分析,解释误差的来源,并计算总误差和测量结果的不确定度。
3.结果处理:包括数据处理、数据分析和数据展示三个方面。
数据处理包括原始数据处理、数据检查和数据样本处理;数据分析包括数据的平均值,标准差、相对误差等统计量;数据展示则包括图表、曲线等数据呈现方式。
4.实验结论:根据以上的测量结果,进一步得出实验的结论,即分析该实验所探讨的物理问题,进一步发现本实验中的物理规律。
三、实验报告基本要求1.实验目的:介绍该实验的目的和意义。
2.实验器材:详细介绍实验所用的仪器、量具和器材。
3.实验方法:介绍实验过程和操作。
4.实验结果:结合实验目标和仪器器材进行实验数据的统计、处理和分析,并提供数据表格、折线图、统计图等,方便读者直观地了解数据变化过程。
5.实验结论:在研究了实验结果及有关物理规律的基础上,得出本实验中的实验结论,并进行探讨。
四、实验报告注意事项1.报告应简洁明了,用词准确,不可出现错字和语法错误。
2.注意附上所有的数据和表格,并在文字中对其进行详细描述和解释,避免遗漏和误解。
3.实验数据的处理方法和结果分析过程应详尽和科学,以便于他人重现实验和进一步探究。
4.实验结果要充分表现出实验的特征和规律,使读者能够深刻理解实验原理和结果。
总而言之,基本测量是一份实验报告中必不可少的组成部分,通过准确测量,分析和处理实验数据,得出合理结论,既可以帮助提升实验结果的精确度,也可以促进对物理规律的深入了解,从而推动物理学研究的进一步发展。
基本测量物理实验报告在这个小小的实验室里,阳光透过窗户,斑驳地铺在操作台上,映照出仪器上一抹淡淡的影子。
李教授,那个总是一身蓝白相间的实验服,正对着张同学耐心地说:“你看,这个示波器,它是用来观察和记录电信号的,它的工作原理是通过电子束在荧光屏上扫描出电信号的波形。
”张同学,一个瘦高个儿,眼神里满是好奇,他一边听着,一边动手操作起来。
他调节着示波器的旋钮,屏幕上出现了规律的波形。
“李教授,这个波形,它代表着什么?”张同学问道。
李教授微微一笑:“这个波形,它记录的是电信号的电压和时间的对应关系。
在物理学中,我们通过这种波形来分析信号的频率、幅度等信息。
”“哦,我明白了。
”张同学点了点头,又问,“那为什么我们还要做这个基本测量物理实验呢?”“因为这不仅仅是一个实验,它是一种方法论。
”李教授语重心长地说,“通过对基本物理量的测量,我们可以验证物理定律,也可以学习如何设计和进行实验。
”“那我们这次实验要测量的物理量是什么呢?”张同学追问。
“这次,我们要测量的是电流和电压。
”李教授回答,“电流是电荷的流动,电压是推动电荷流动的驱动力。
通过这个实验,我们可以学习如何使用万用表等仪器来准确测量电流和电压。
”实验开始了,李教授和张同学一起动手。
他们首先用导线将电路连接好,然后调节电源,观察万用表的读数。
李教授一边操作,一边解释:“你看,万用表的红色表笔接在电路的正极,黑色表笔接在负极。
这样,我们就可以读取电流和电压的数值了。
”实验进行得有条不紊,张同学一边记录数据,一边对李教授说:“李教授,我觉得这个实验很有趣,我觉得我能够感受到物理学的魅力。
”李教授看着张同学,微笑着说:“是的,物理学的魅力就在于它能够让你看到世界的本质。
就像这个电流和电压,它们虽然看不见,但通过实验,我们可以准确地测量出它们的大小。
”实验结束后,张同学整理了一下实验器材,对李教授说:“李教授,这次实验让我收获颇丰,我对物理有了更深的理解。
”李教授拍了拍张同学的肩膀:“很好,年轻人,学习物理不仅仅是记住公式,更重要的是要学会思考,要学会动手。
实验一长度的测量长度测量是最基本的测量,各种各样的物理测量仪器外观虽然不同,但其标度大都是按照一定的长度划分的。
测量长度的方法和仪器有多种多样,最基本的测量工具是米尺、游标卡尺和螺旋测微器。
这3种量具测量长度的范围和准确度各不相同,需视测量的对象和条件进行选用。
当长度在10-3cm以下时,需用更精密的长度测量仪器(如比长仪),或者采用其他的方法(如利用光的干涉或衍射等)来测量。
这些将在后面的有关实验中再介绍。
目的1.掌握游标和螺旋测微装置的原理,学会游标卡尺和螺旋测微器的正确使用。
2.学习数据记录;掌握等精度测量中误差的估算方法和有效数字的基本运算。
原理1.游标卡尺⑴结构游标卡尺图1-1 游标卡尺的构造如图2-1所示。
主尺D是一根具有毫米分度的直尺,主尺头上有钳口A和刀口A′。
D 上套有一个滑框,其上装有钳口B和刀口B′及尾尺C,滑框上刻有附尺E,又称游标。
当钳口A与B靠拢时,游标的0线刚好与主尺上的0线对齐,这时读数是0。
测量物体的外部尺寸时,可将物体放在A 、B 之间,用钳口夹住物体,这时游标0线在主尺上的示数,就是被测物体的长度。
同理,测量物体的内径时,可用A ′B ′刀口;测孔眼深度和键槽深度时可用尾尺C 。
⑵读数原理 利用游标和主尺配合,至少可以直接较准确读出毫米以下1位或2位小数。
在10分度的游标中,10个分度的总长度刚好与主尺上9个最小分度的总长度相等,这样每个分度的长是0.9 mm ,每个游标分度比主尺的最小分度短0.1 mm 。
当游标0线对在主尺上某一位置时,如图2-2所示,毫米以上的整数部分y 可以从主尺上直接读出,y =11 mm;读毫米以下的小数部分Δx时,应细心寻找游标与主尺上的刻线对得最齐的那一条线,图2-2中,游标上第6条线对得最齐,要读的Δx就是6个主尺分度与6个游标分度之差。
因6个主尺分度之长是6 mm ,6个游标分度之长是6×0.9 mm 故Δx=6-6×0.9=6×(1-0.9)=0.6(mm)从而总长l =y +Δx=11+0.6=11.6(mm)为了读数精确,还可用20分度和50分度的游标,他们的原理和读数方法都相同。
实验一、力学基本测量预习要求:1、撰写预习报告,写明实验目的、简要叙述实验原理及方案。
见教材19-24页。
2、了解钢板尺、游标卡尺、螺旋测微器的基本结构、测量原理(游标卡尺的差视法、螺旋测微器的机械放大方法)、读数方法(50分度游标卡尺主尺及游标,螺旋测微器固定套筒及微分筒)。
物理天平构造、测量原理、调节方法。
实验内容:(1)选取不同起始位置,用米尺测量长方体的长L 共5次,求长度。
仪器参数:钢板尺(最小分度1mm ,量程0~150mm ).(2)用游标卡尺测量桶型圆柱体(或圆环)的内径D 内、外径D 外、孔深h ,各5次,求容积(或体积)及误差。
仪器参数:游标卡尺型号Ⅰ型(最小分度0.02mm ,量程0~150.00mm.);(3)用千分尺测量钢球的直径D5次,求体积。
仪器参数:千分尺(最小分度0.01mm ,量程0~250.00mm ) (4)单次称衡金属块在空气中和水中的质量m 、m 1求金属密度及测量误差。
仪器参数:物理天平(量程500g ,最小分度值0.05g )注意事项:1、用米尺测量时,要将有刻度的一面与被测物体平面贴紧、对齐、正视读数,要尽量避免视差。
2、游标卡尺在使用前,要看主、副尺的零线是否对齐,如果有零差要注意正负。
不能用游标卡尺测量粗糙物体,不能将刀口卡住物体来回移动。
3、记下千分尺的初读数并注意修正。
当测微螺杆即将接触到被测物时,应旋转棘轮,听到咔咔声停止旋转,进行读数。
测毕将螺杆退回几转留出空隙,以免热胀使杆变形。
4、物理天平使用前必须调零、调平衡;称衡中使用起动旋钮要轻升轻放;调节平衡螺母、加减砝码、更换被测物、移动游码时,必须横梁放下进行;严禁用手拿砝码或移动游砝。
实验毕,将托盘架从副刀口上取下。
数据记录及处理:(例)圆环: 游标卡尺仪器精度:0.02mm 单位:mm偏差δi =X X i -mmn D i 024.40)06.4002.4098.3904.4002.40(51D 151=++++⨯==∑外外mm n D 508.2548).2550.2550.2554.2552.25(51D 151i =++++⨯==∑内内mm n i 536.35)58.3554.3552.3556.3535.48(51H 1H 51=++++⨯==∑外径平均值随机误差的极限值为:30.03mm σ∆===外外内径平均值随机误差的极限值为:30.03D D mm σ∆===内内高平均值随机误差的极限值为:H 30.06H mm σ∆==游标卡尺仪器误差限:ΔS =±0.02mm外径的综合误差限为:0.04mm D ∆===外有效数字)(只取一位内径的综合误差限为:0.04mm D ∆===内高的综合误差限为:H 0.06mm ∆=== 测定外径的结果:⎪⎩⎪⎨⎧=⨯=⨯∆==±=∆±%0.1%10040.020.04%100D D E %7.99P 0.04mm 40.02D 外外外外外(末位对齐)D 测定内径的结果:⎪⎩⎪⎨⎧=⨯=⨯∆==±=∆±%0.1%10025.510.04%100D D E %7.99P 0.04mm 25.51D 内内内内内D 测定高的结果:⎪⎩⎪⎨⎧=⨯=⨯∆==±=∆±%0.2%10035.540.06%100H H E %7.99P 0.06mm 35.54H H 圆环的体积为:342222mm 106550.254.35)51.2502.40(4)D (4⨯=⨯-=-=ππH D V 内外体积的误差传递公式:2222)h hV D D V )H H V (D (∆∂∂+∆∂∂+∆∂∂+∆∂∂=∆()()内内外外D V V 其中,2mm 1.223435.5402.4024H D 24D V =⨯⨯⨯=⋅⋅=∂∂ππ外外21423.9mm35.5451.2524H D 24D V =⨯⨯⨯=⋅⋅=∂∂ππ内内 22222747.12mm )51.2502.40(4)D (4HV =-⨯=-⋅=∂∂ππ内外D ∴34222mm 1001.067.119)06.012.747()04.09.1423()04.01.2234(V ⨯≈=⨯+⨯+⨯=∆测定圆环体积的结果:⎩⎨⎧%4.0%10066.201.0%100%7.9910)01.066.2(34=⨯=⨯∆==⨯±=∆±V V E Pmm V V1w mm m ρρ=-=2/692.200.111.513.813.8cm g =⨯- 体积的相对误差为:%105.0)11.513.81(05.0)11.513.8113.81()1()11(22222121221=⨯--+⨯--=∆--+∆--=∆m m m m m m m ρρ体积的绝对误差为:3/03.0%1692.2cm g =⨯=∆⨯=∆ρρρρ测定铝块密度的结果:⎪⎩⎪⎨⎧=⨯=⨯∆==±=∆±%1%10069.203.0%100%7.99P /03.069.23ρρρρρE cm g。
实验一长度的测量长度测量是最基本的物理测量之一。
这不仅因为长度是一个基本物理量,无论在生产过程或科学实验中都广泛地使用各种长度测量仪器,而且许多其他物理量的测量仪器(如温度计、压力表、各种电表等)的刻度,最终均转化为长度的测量。
【实验目的】1.了解游标卡尺、螺旋测微计的原理和构造。
2.掌握游标卡尺和螺旋测微计的使用和读数方法。
3.根据仪器的精度和有效数字的定义,正确记录原始数据。
4.掌握直接测量的数据处理方法,并用不确定度报告测量结果。
【实验原理】一、游标卡尺1.游标原理(1) 游标卡尺的精度:已知游标卡尺测量精度可达0.1 mm,甚至可达0.05 mm、0.02 mm 这是因为游标卡尺巧妙地运用了游标尺与主尺最小刻度之差,如果将主尺上的9 mm等分10份作为游标尺的刻度,那么游标尺上的每一刻度与主尺上的每一刻度所表示的长度之差就是0.1 mm,同理,如果将主尺上的19 mm、49 mm分别等分20份、50份作为游标尺上的20刻度、50刻度,那么游标尺上的每一刻度与主尺上的每一刻度所示的长度之差就分别为0.05 mm、0.02 mm. 因此游标卡尺的测量精度可达0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm.(2) 读数原理:以10分格游标卡尺为例,由于它的精度为0.1 mm,当测量小于1 mm的长度时,游标尺上第几条刻度线与主尺上的某刻度线对齐,那么主尺上零刻度线与游标尺上的零刻度间距就为零点几毫米,被测长度就为零点几毫米,图为游标卡尺的读数①从游标零线的位置读出主尺上的整格数,②根据游标上与主尺对齐的刻线读出不足一分格的小数,二者相加就是测量值故物体长度L=21+0.70=21.70mm综上所述,游标卡尺所能读出的最小值是由主尺与游标尺刻度的差值决定的,即由游标分度数目决定的。
2.游标卡尺的构造和使用方法游标卡尺的构造如图所示,游标卡尺主要由主尺D和游标E两部分构成,主尺D按米尺刻度,游标E紧贴着主尺D滑动,外量爪A、B用来测量物体的外径和高度,内量爪A’、B’测量内径,深度尺C用来测量槽的深度。
电工学实验报告数据(文章一):电工学实验报告物教101 实验一电路基本测量(一)、实验目的1. 学习并掌握常用直流仪表的使用方法。
2. 掌握测量直流元件参数的基本方法。
3. 掌握实验仪器的原理及使用方法。
(二)、实验原理和内容1.如图所示,设定三条支路电流I1,I2,I3的参考方向。
2.分别将两个直流电压源接入电路中Us1和Us2的位置。
3.按表格中的参数调节电压源的输出电压,用数字万用表测量表格中的各个电压,然后与计算值作比较。
4.对所得结果做小结。
(三)、实验电路图(四)、实验结果计算参数表格与实验测出的数据Us1=12v Us2=10v 实验二基尔霍夫定律的验证(一)、实验目的1.验证基尔霍夫定律,加深对基尔霍夫定律的理解;2.掌握直流电流表的使用以及学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法;3.学习检查、分析电路简单故障的能力。
(二)、原理说明基尔霍夫电流定律和电压定律是电路的基本定律,它们分别用来描述结点电流和回路电压,即对电路中的任一结点而言,在设定电流的参考方向下,应有∑I =0,一般流出结点的电流取正号,流入结点的电流取负号;对任何一个闭合回路而言,在设定电压的参考方向下,绕行一周,应有∑U =0,一般电压方向与绕行方向一致的电压取正号,电压方向与绕行方向相反的电压取负号。
在实验前,必须设定电路中所有电流、电压的参考方向,其中电阻上的电压方向应与电流方向一致。
(三)、实验设备1.直流数字电压表、直流数字毫安表。
2.可调压源(Ⅰ、Ⅱ均含在主控制屏上,根据用户的要求,可能有两个配置0~30V可调。
)3.实验组件(含实验电路)。
(四)、实验内容实验电路如图所示,图中的电源US1用可调电压源中的+12V输出端,US2用0~+30V可调电压+10V输出端,并将输出电压调到+12V(以直流数字电压表读数为准)。
实验前先设定三条支路的电流参考方向,如图中的I(1)、I(2)、I3所示,并熟悉线路结构。
实验1 基本测量1[实验目的]1.1掌握游标和螺旋测微装置的原理,学会游标卡尺和螺旋测微计的正确使用;1.2掌握用比重瓶法测定物体密度的原理,学会使用物理天平和比重瓶;1.3学习仪器的读数方法,并能根据有效数字的概念正确记录实验数据;1.4掌握不确定度估算和实验结果的正确表示方法。
2[实验仪器]米尺,游标卡尺,螺旋测微计,物理天平,比重瓶(100ml),金属长方体,金属圆筒,小钢球,蒸馏水(简称水),温度计,细金属条,吸水纸,电吹风(公用)。
3[实验内容]3.1用米尺测量金属长方体的体积;3.2用游标卡尺测量金属圆筒的体积;3.3用螺旋测微计测量钢球的体积;3.4测金属薄板的密度;3.5用比重瓶法测小钢球的密度。
4[实验指导]4.1用米尺测量长方体的体积测定金属长方体长度(宽度、厚度)时,应选择不同部位测量5次,数据填入表4-1-1。
4.2用游标卡尺测量金属圆筒的体积(1)检查零点,使游标卡尺两钳密合,观察游标“0”线是否与主尺“0”线对齐,若不对齐则记下零点读数。
(2)用卡尺测圆筒的外径(D1)、内径(D2)和筒长(H),对每一个物理量要求在测量时应选择不同部位测量5次,数据填入表4-1-2。
4.3用螺旋测微计测量钢球的体积测定螺旋测微计的零点误差,记录量程、最小分度及单位,再将钢球直径测量6次,数据填入表4-1-3。
4.4测金属薄板的密度(1)用物理天平测出金属薄板在空气中的相应质量m,m=()±0.05 (10-3kg)(2)记录天平感量()kg,天平最大称量()kg,环境温度()℃。
4.5用比重瓶法测待测小钢球的密度(1)用物理天平称50粒小钢球的质量m,m=()±0.05 (10-3kg);(2)将比重瓶装满水,用吸水纸擦去瓶外及瓶口溢出的水,测出加满水的比重瓶质量Ma;(3)将小钢球放入比重瓶中,盖上瓶盖,擦去多余的水,测出小钢球和加满水的比重瓶的质量Mb;(4)按式(4-1-10)计算小钢球的密度ρ及ρσ,正确表示其结果。
4.6注意事项(1)米尺的刻度可能不够均匀,在测量要求高时可以选取不同的起点,进行多次测量。
(2)游标卡尺的主尺用cm刻度,游标用mm刻度,注意单位统一。
(3)游标卡尺用后放入仪器盒时,固定螺钉S 要松开。
(4)螺旋测微计测量结束,钳口A 、B 应留一空隙,再放入仪器盒内。
(5)用细金属条动作轻缓把比重瓶中小钢球的表面气泡赶掉,不能把比重瓶的薄壁碰破。
(6)实验结束用电吹风把小钢球吹干。
5 [实验数据处理]5.1米尺测量长方体体积的数据处理表4-1-1 米尺测量长方体的体积计算出金属长方体的长a 、宽b 、高c 的平均值、算术平均值的标准偏差a S 、b S 、c S 及不确定度a σ、b σ、c σ,再求出体积,表达出结果。
(计算步骤详细))1()(12--=∑=n n a aS ni ia ,)1()(12--=∑=n n b bS ni ib ,)1()(12--=∑=n n c cS ni ic3仪仪∆=σ22仪σσ+=a a S ,22仪σσ+=b b S ,22仪σσ+=c c S ⇒ 长 a a a σ=±= cm宽 b b b σ=±= cm 高 c c c σ=±= cm 体积 V abc == cm 3222⎪⎭⎫⎝⎛⋅∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅∂∂=c b a V c V b V a V σσσσ=()()()222cbab ac a c b σσσ⋅+⋅+⋅⇒ 体积V V V σ=±= cm 35.2游标卡尺测量金属圆筒体积的数据处理计算外径D 、内径d 和筒长H 的平均值、算术平均值的标准偏差及不确定度σ,再求出体积,表达出结果。
(计算步骤详细)外径 =±D D σ mm 内径 =±d d σ mm筒长 =±H H σ mm 体积 22()4V D d H π=-= mm 3DH D V 2π=∂∂,dH d V 2π=∂∂,()224d D H V -=∂∂π 222222H d D V H V d V D V σσσσ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⇒体积V V V σ=±=mm 35.3螺旋测微计测量钢球的体积的数据处理计算出金属球直径D 的平均值、算术平均值的标准偏差及不确定度σ,再求出体积,表达出结果。
(计算步骤详细)直径 =±D D σ mm 体积 36V D π== mm 3D D V D D V σπσσ⋅=⎪⎭⎫⎝⎛⋅∂∂=222⇒ V V V σ±= mm 35.4测金属薄板的密度参照前面游标卡尺和体积计算方法,根据(4-1-7)式,利用6.2测量及求出的体积,求出ρ及ρσ,正确表示其结果。
5.5比重瓶法测小钢球的密度小钢球的密度 o mM M mρρ+-=上式两边取对数: o n n n n m M M m ρρ ++--=)(0 上式两边求偏导数:mM M dmm M M dM m M M dM m dm d +--+-++--=0000ρρ相对不确定度:20202002⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+⎪⎭⎫ ⎝⎛=m M M m M M m M M m m M M m σσσσρσρ 物理天平单次测量:)10(05.030kg M M m -=∆===仪σσσ 密度间接测量结果的不确定度:20220021313⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+⎪⎭⎫ ⎝⎛=m M M m m M M m M m 仪σσρσρ 测量结果标准表达式:)/(3m kg =±ρσρ6 [预习思考题]6.1游标尺的50格对应分度值为lmm 的主尺49格,此游标卡尺的分度值是 。
6.2 检查千分尺零点时,发现微分套筒上第49根刻线与主尺上的读数标志线重合,此时零点值是 。
6.3 测长度约为2cm 物体。
用分度值为0.02mm 的卡尺测有效数字有 位,用千分尺测有效数字 位,用米尺测有效数字有 位。
6.4 螺旋测微计螺距0.5mm ,微分筒上刻有100个分格,它的分度值是多少? 6.5如何调整天平水平?如何调整天平零点?7 [课后习题]7.1 列表总结实验中所用米尺、游标卡尺、螺旋测微器的量程、分度值和应读到的位数。
7.2 有人把天平的使用,总结为四句话:“称量、分度值先看清,柱直、梁平、游码零,物左、砝右止动勤,仪器用毕收拾净”,请给出解释。
7.3 比重瓶盖中的毛细管的作用是什么?实验2 刚体转动惯量的测定<第一部分>IM-2刚体转动实验仪1[实验目的]1.1了解多功能计数,计时毫秒仪实时测量(时间)的基本方法。
1.2用刚体转动法测定物体的转动惯量。
1.3验证转动定律及平行轴定理.1.4分析实验中误差产生的原因和实验中为降低误差应采取的实验手段。
2[实验仪器]IM-2刚体转动惯量实验仪,应用霍尔开关传感器结合计数计多功能时毫秒仪自动记录刚体在一定转矩作用下,转过π角位移的时刻,测定刚体转动时的角加速度和刚体的转动惯量。
3[实验内容]3.1(必做部分)β和砝码⑴以铝盘中心孔安装铝盘,组成转动系统,测量在砝码力矩作用下角加速度2β。
挂线脱离后角加速度1β和⑵以铝盘作为载物台,加载环形铜质实验样品,测量在砝码力矩作用下角加速度2β。
砝码挂线脱离后角加速度13.2(选做部分)β和砝以铝盘偏心孔d= 3.0,4.0,5.0cm为转轴,测量在砝码力矩作用下角加速度2β。
码挂线脱离后角加速度14[数据处理]根据实验要求,将有关数据填入对应表格(见本实验附录)中,按所学的理论对数据进行处理。
5[预习思考题]利用该刚体转动惯量仪,能否想出其它测转动惯量的方法。
6[课后习题]使用该刚体转动惯量仪的注意事项有哪些?<第二部分>IM-1三线悬盘摆实验仪1[实验目的]1.1学会用三线摆来研究刚体的转动规律,测定刚体的转动惯量。
1.2 研究转动惯量随刚体的质量、质量分布及转轴位置而变化的规律。
1.3 验证转动定律及平行轴定理.1.4 分析实验中误差产生的原因和实验中为降低误差应采取的实验手段。
1.5 学习利用曲线改直及图解法求待测量的方法。
2 [实验仪器]三线摆实验仪,水平仪,水准仪,秒表,米尺,卡尺,物理天平。
3 [实验内容]3.1仪器调平将气泡水准仪放在悬挂上圆盘的支架上,调节底座的两个螺钉,使上圆盘处于水平状态。
再将水准仪放在下圆盘上,调节三根悬线的长度使下盘水平(L 约50cm )。
3.2 测出仪器各参数L ,R ,r ,r m ,m ,m 1,m 2,a ,b ,r 2而)(31,33,)(32122a a a a a r r R L H ++==--= )(31,33321b b b b b R ++==其中,a i ,和b i ,分别是上、下圆盘上三线的孔距。
3.3测量下盘的转动惯量使三线摆保持静止,然后轻轻转动上盘5°~10°。
用秒表测出50次完全摆动周期的时间t ,测三次,求平均摆动周期T 0,代入式(4-2-13)计算出I 0,并与理论值2021m mr J ='相比较,求出百分差(r m 是下圆盘的半径)。
3.4测量某一圆环的转动惯量将待测圆环置于下盘B 上,使两者中心轴心重合,按上条过程测出T 1,由(4-2-12)式计算即可。
求出J 1与理论值2)(11b a m J +='比较,求百分差(a 、b 是待测圆环的内外半径)。
3.5平行轴定理将两个完全相同的圆柱体,对称地置于下盘B 上,按上条过程测出T 2,由式(4-2-16)计算出一个圆柱体绕OO ˊ,轴的转动惯量(记录d 值),并与理论值(4-2-15)式比较,求出百分差。
4 [实验方法](1) 实验开始时,扭动上盘以带动下盘摆动,A 盘角度不能大,以免B 盘产生晃动。
角度大了,也不能满足推理的条件。
(2) 记时秒表在正式读用前,要正确掌握其功能和方法。
记录50个周期的时间,不能错记一个周期数。
(3) 用作图方法处理计算实验数据,应该很好地阅读书中有关作图的知识。
5 [数据处理]根据实验要求,自制表格并将有关数据填入表中,按所学的理论对数据进行处理。
6[预习思考题]6.1实验中为什么要求做到两盘水平、三线相等? 启动三线摆时,怎样防止下盘晃动?6.2测出仪器各参数(L,R,r ,m)时应该选择什么仪器?6.3为什么周期T要通过测量50次的时间,次数太少或太多有什么不好?7[课后习题]7.1三线摆在摆动过程中受到空气阻尼,振幅越来越小,周期有没有变化?7.2加上一待测物后,三线摆的周期是否一定比空盘大?实验3 冷却法金属比热容法的测定实验1 [实验目的]1.1 了解冷却定律,学会用冷却法测量金属的比热容。