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1、海南大学海南大学 材料与化工学院材料与化工学院 材料材料系系大学物理实验大学物理实验长度测量长度测量1采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物1. 1. 掌握游标卡尺和螺旋测微器的测量原理。掌握游标卡尺和螺旋测微器的测量原理。一、实验目的一、实验目的2 2. . 正确使用游标卡尺和螺旋测微器。正确使用游标卡尺和螺旋测微器。3 3. . 熟练掌握天平的操作方法熟练掌握天平的操作方法 4 4. . 掌握掌握液体静力衡量法测量固体的密度液体静力衡量法测量固体的密度 5. 学习用列表法处理实验数据。学习用列表
2、法处理实验数据。2采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物l游标卡尺（游标卡尺（0.02mm0.02mm）l螺旋测微器螺旋测微器(0.01mm)(0.01mm)l物理天平（物理天平（0.5g0.5g）l土字形工件土字形工件l小钢球小钢球二、实验二、实验仪器仪器3采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物主尺主尺：钢制的毫米分度尺：钢制的毫米分度尺副尺副尺：可以沿主尺移动，对主尺的最小分度值再进行分：可以沿主尺移
3、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。度，可以把主尺上估读的部分精确地读出来。分度值分度值：最小格所代表的被测尺寸的数值叫分度值。：最小格所代表的被测尺寸的数值叫分度值。1. 1. 游标卡尺的结构：游标卡尺的结构：4采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物游标卡尺的正确使用游标卡尺的正确使用5采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物螺旋测微器的结构螺旋测微器的结构螺旋套筒螺旋套
4、筒砧台砧台固定套筒固定套筒尺架尺架测杆测杆旋钮旋钮棘轮棘轮止动扳钮止动扳钮6采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物螺旋测微器的正确使用螺旋测微器的正确使用7采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物天平天平1.1.调水平调水平 2.调零点调零点 3.称衡称衡 实验仪器实验仪器8采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物
5、1. 1. 游标卡尺的原理：游标卡尺的原理：(1) (1) 读数原理：利用两尺的读数原理：利用两尺的差差主尺上的度值主尺上的度值游标上的分度值游标上的分度值游标上游标上n n个分格的总长与主尺上个分格的总长与主尺上n-1n-1个分格的个分格的总长相等，即总长相等，即则则游标卡尺的游标卡尺的最小分度值最小分度值其中其中n n为游标的分格的格数，为游标的分格的格数，n n为多少就是多少分度为多少就是多少分度例如：例如：1010分度的游标，最小分度值是分度的游标，最小分度值是 20 20分度和分度和5050分度的游标，最小分度值分别是分度的游标，最小分度值分别是0.05mm0.05mm和和0.02m
6、m0.02mm。游标卡尺的游标卡尺的最小分度值最小分度值一般标在游标卡尺的副尺（游标）上。一般标在游标卡尺的副尺（游标）上。三、实验三、实验原理原理积累放大法积累放大法9采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物以常见的以常见的5050分度游标卡尺为例分度游标卡尺为例 主尺与游标上每个分格的差值是主尺与游标上每个分格的差值是0.02mm0.02mm10采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物a.a.先弄清所使用
7、的游标卡尺的先弄清所使用的游标卡尺的最小分度值最小分度值；b.b.先从主尺上读出先从主尺上读出毫米为单位毫米为单位的的整毫米数整毫米数，即游标零线刚越，即游标零线刚越过的那条主尺刻度的值过的那条主尺刻度的值 ；c. c. 再从游标上读出毫米为单位的小数部分，即从游标上数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出与主尺上的某刻线对得最齐的那条刻线 ， ；d. d. 物体的长度等于整数部分加上小数部分，物体的长度等于整数部分加上小数部分， ；e. e. 将结果的毫米单位换算为所要求的单位。将结果的毫米单位换算为所要求的单位。(2) (2) 读数方法读数方
8、法：测量值主尺读数测量值主尺读数( (毫米整数毫米整数)+)+游标对齐刻度线游标对齐刻度线0.02mm(0.02mm(毫米小数毫米小数) ) （无估读位）（无估读位）11采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物例如例如（5050分度）分度） 主尺与游标上每个分格的差值是主尺与游标上每个分格的差值是0.02mm0.02mm三、实验三、实验原理原理x=0+120.02= 0.24mmx=0.30mm12采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面
9、的圆度，保持熔接部位干净无污物游标卡尺使用注意事项：游标卡尺使用注意事项：(1)推动游标时要先旋松紧固螺钉，切忌用力过大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；而引入测量误差；(2)测量完了要先松开量爪，再取出被测物，以免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弄伤内量爪的刀口、外量爪的钳口和量尺的尖端；端；(3)用完后应立即放回盒内，不能放在潮湿的地方。用完后应立即放回盒内，不能放在潮湿的地方。13采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物2.
10、2. 螺旋测微器的测量原理螺旋测微器的测量原理 l主尺的最小分度值是主尺的最小分度值是0.5mm0.5mml微分筒每旋转一周，测微螺微分筒每旋转一周，测微螺杆将沿轴线方向移动杆将沿轴线方向移动0.5mm0.5mml微分筒每旋转一格（一个分微分筒每旋转一格（一个分度），相当于测微螺杆沿轴度），相当于测微螺杆沿轴线移动线移动螺旋测微器可准确地测出毫米的百分位，并可螺旋测微器可准确地测出毫米的百分位，并可估读估读到毫米到毫米的的千分位千分位。n分度值：分度值： x=0.01 mm机械放大法机械放大法得名千分尺得名千分尺14采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材
11、，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物l螺旋测微器的读数方法螺旋测微器的读数方法测量值固定套筒读数测量值固定套筒读数( (半毫米以上半毫米以上)+)+螺旋套筒对齐的刻螺旋套筒对齐的刻度线度线0.01mm 0.01mm ，注意要注意要有估读位，有估读位，估读到估读到0.001mm0.001mm。x=4+18.40.01= 4.184mmx=4.5+18.40.01= 4.684mm15采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物l螺旋测微器的零点读数螺旋测微器的零点读数零点读数：转动棘轮，
12、使测微螺杆和测砧刚好零点读数：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，即为零点读数值，即为零点读数。测量值测量值= =读数值读数值- -零点读数零点读数16采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物n零点读数的修正值：零点读数的修正值：修正值修正值实际结果实际结果修正值修正值实际结果实际结果17采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物螺旋
13、测微器使用注意事项：螺旋测微器使用注意事项：(1)(1)测量前应先检查零点读数；测量前应先检查零点读数；(2)(2)测量面测量面A A、B B和被测物体之间的接触压力应当微和被测物体之间的接触压力应当微小且恒定。小且恒定。(3)(3)测量完毕，应使测量面测量完毕，应使测量面A A、B B间留出适当间隙，间留出适当间隙，以避免因热胀冷缩而损坏螺纹。以避免因热胀冷缩而损坏螺纹。18采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物实验原理实验原理1.1.液体静力衡量液体静力衡量法法1）固体密度的测量 待测物体的密度
14、大于纯水的密度待测物体的密度大于纯水的密度待测物体的质量为 此物浸没在纯水中，测出砝码的平衡质量为 图图1 1 静力称衡法测密度静力称衡法测密度19采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物 待测物体的密度小于纯水的密度待测物体的密度小于纯水的密度小密度值的测定20采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物四 、实验内容1、用游标卡尺测“土”工件体积2、用螺旋测微器测小球体积3、用物理天平测“土”工件的密度21采
15、用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物1. 1. 用游标卡尺测土字形工件的体积用游标卡尺测土字形工件的体积五、实验数据记录表格五、实验数据记录表格22采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物表表1 1 用游标卡尺测量小工件的体积用游标卡尺测量小工件的体积 单位：单位：mmmm23采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污
16、物2. 2. 用螺旋测微器测小钢球的体积用螺旋测微器测小钢球的体积R24采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物表表2 2 用螺旋测微器测量小钢球的体积用螺旋测微器测量小钢球的体积 单位：单位：mmmm25采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物3、物理天平测“土”工件密度表3 液体静力衡量法测其密度 单位：g26采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保
17、证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物1.1.用游标卡尺测量土字形工件各部位的直径和高用游标卡尺测量土字形工件各部位的直径和高五五、实验、实验步骤步骤(1)(1)校准仪器，看是否有零误差。校准仪器，看是否有零误差。( (本实验为本实验为0.00mm) 0.00mm) 即测量前，先将外量爪合拢，检查游标的即测量前，先将外量爪合拢，检查游标的0 0刻线是否与刻线是否与主尺主尺0 0刻线重合，如果重合了就可开始测量；如没有重合则刻线重合，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，当游标的可正，当游标的
18、0 0刻度线在主尺刻度线在主尺0 0刻度线的左侧则记为负值，刻度线的左侧则记为负值，叫做叫做负零误差负零误差，反之记为正值叫做，反之记为正值叫做正零误差正零误差。(2) (2) 每个直接测量分别测量每个直接测量分别测量6 6次，并记下相应的测量值。次，并记下相应的测量值。(1)(1)校准仪器，读取零点读数校准仪器，读取零点读数。(2) (2) 分别从不同方向测量金属球直径分别从不同方向测量金属球直径6 6次，并记下相应的次，并记下相应的测量值。测量值。2.2.用螺旋测微器测小钢球的体积用螺旋测微器测小钢球的体积27采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，
19、边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物3、液体静力衡量法测“土”工件密度（1）物理天平调整调水平；调零点（2）称量“土”工件质量，读数注：请各位老师在结束实验时检查砝码是否完整，方可让学生离开！思考题：p36-4;p40-328采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物数据处理方法数据处理方法（1 1）每一个直接测量量平均值）每一个直接测量量平均值（2 2）平均值的标准偏差）平均值的标准偏差（3 3）A A类不确定度分量类不确定度分量29采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件
20、，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物数据处理方法数据处理方法（4 4）B B类不确定度分量类不确定度分量（5 5）合成不确定度）合成不确定度（6 6）直接测量量结果）直接测量量结果（4 4）B B类不确定度分量类不确定度分量（5 5）合成不确定度）合成不确定度（6 6）直接测量量结果）直接测量量结果30采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物1. 1. 本实验的原理指的是游标卡尺和螺旋测微器的读数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
21、原理和读数方法，流体静力秤衡法测密度的原理，流体静力秤衡法测密度的原理2. 2. 注意有效数字的正确书写；注意有效数字的正确书写；3. 3. 写出各物理量的计算过程；写出各物理量的计算过程；4. 4. 给出体积给出体积、密度、密度的完整表达结果。的完整表达结果。实验报告要求实验报告要求31采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物1. 1. 直接测量量的不确定度参照教材直接测量量的不确定度参照教材P15P15例例1 12. 2. 各圆柱体体积的不确定度参照建材各圆柱体体积的不确定度参照建材P18P18例
22、例4 43. 3. 土字形工件体积的不确定度土字形工件体积的不确定度实验数据处理要求实验数据处理要求4. 4. 小钢球体积的不确定度小钢球体积的不确定度32采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物5、密度的不确定度33采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物1. 1. 测量前进行零点校正，测量前进行零点校正，测量值测量值= =读数值读数值- -零点读数零点读数。2. 2. 读数时，视线与刻度面垂直。读数时，视
23、线与刻度面垂直。3. 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。间来回滑动。4. 4. 使用螺旋测微器时，使用螺旋测微器时，首先转动螺旋套筒接近首先转动螺旋套筒接近待测物（测砧间留待测物（测砧间留有空隙），有空隙），再转动棘轮接触物体再转动棘轮接触物体( (听到轻微的咔咔声即可），切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。勿直接转动螺旋套筒使物体与测砧接触。6. 6. 测量完毕，量爪之间、测砧面之间应留有空隙测量完毕，量爪之间、测砧面之间应留有空隙。7.7.注意事项注意事项34采用PP管及
24、配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物1. 1. 何谓仪器分度值何谓仪器分度值? ?米尺、米尺、2020分度游标卡尺和螺旋测微分度游标卡尺和螺旋测微器的分度值各为多少器的分度值各为多少? ?2. 2. 有一角游标，主尺有一角游标，主尺2929度度(29(29分格分格) )对应于游标对应于游标3030个分个分格，问这个角游标的分度值是多少格，问这个角游标的分度值是多少? ?有效数字最后有效数字最后1 1位位应读到哪一位应读到哪一位? ?3. 3. 读数时估计的数位越多，测量值会越准确吗？读数时估计的数位越多，测量值会越准确吗？思考题思考题35
