《基本長(zhǎng)度測(cè)量密度測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《基本長(zhǎng)度測(cè)量密度測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告（7頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、D的測(cè)量值為: —1 7 D Di 7 i 1 9.517) 9.515mm D ,,7 (7 1)i (9.514 9.515)2 (9.517 9.515)2 0.0007 基本長(zhǎng)度的測(cè)量 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1 .掌握游標(biāo)和螺旋測(cè)微裝置的原理，學(xué)會(huì)游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的正確使用 2 .學(xué)習(xí)記錄測(cè)量數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)）、掌握數(shù)據(jù)處理及不確定度的估算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示的方法。實(shí)驗(yàn)原理 1、游標(biāo)卡尺構(gòu)造及讀數(shù)原理 游標(biāo)卡尺主要由兩部分構(gòu)成，在一毫米為單位的主尺上附加一個(gè)能夠滑動(dòng)的有刻度的小尺（副 尺），叫游標(biāo)，利用它可以把主尺估讀的那位數(shù)值較為準(zhǔn)確地讀出來(lái)。 游標(biāo)卡尺在構(gòu)造上

2、的主要特點(diǎn)是：游標(biāo)上N個(gè)分度格的總長(zhǎng)度與主尺上（N1）個(gè)分度格的長(zhǎng)度相同，若主尺上最小分度為a,游標(biāo)上最小分度值為b,則有 Nb（N1）a（） 那么主尺與游標(biāo)上每個(gè)分格的差值（游標(biāo)的精度值或游標(biāo)的最小分度值）是： ,N11小 abaa—a（） NN 圖2-7 常用的游標(biāo)是五十分游標(biāo)（N=50）,即主尺上49mm與游標(biāo)上50格相當(dāng)，見(jiàn)圖2-7。五十分游標(biāo)的精度值=0.02mm游標(biāo)上刻有0、l、2、3、…、9,以便于讀數(shù)。 毫米以上的讀數(shù)要從游標(biāo)“0”刻度線(xiàn)在主尺上的位置讀出，毫米以下的數(shù)由游標(biāo)（副尺）讀 即：先從游標(biāo)卡尺“0”刻度線(xiàn)在主尺的位置讀出毫米的整數(shù)位，再?gòu)挠螛?biāo)上讀出毫

3、米的小數(shù)位。 游標(biāo)卡尺測(cè)量長(zhǎng)度l的普遍表達(dá)式為 lkan（） 式中，k是游標(biāo)的“0”刻度線(xiàn)所在處主尺刻度的整刻度（毫米）數(shù)，n是游標(biāo)的第n條線(xiàn)與主尺的 某一條線(xiàn)重合，a1mm。圖2-8所示的情況，即l21.58mm。 圖2-8 在用游標(biāo)卡尺測(cè)量之前，應(yīng)先把量爪A、B合攏，檢查游標(biāo)的“0”刻度線(xiàn)是否與主尺的“0”刻度線(xiàn)重合。如不重合，應(yīng)記下零點(diǎn)讀數(shù)，加以修正，即待測(cè)量l1il。。其中，1i為未作零點(diǎn)修正前的讀數(shù)值，l°為零點(diǎn)讀數(shù)。l0可以正，也可以負(fù)。 2、螺旋測(cè)微器（千分尺） 常見(jiàn)的螺旋測(cè)微器它的量程是25mm分度值是0.01mm 螺旋測(cè)微器結(jié)構(gòu)的主要部分是一個(gè)微螺旋桿。螺距

4、是0.5mm。因此，當(dāng)螺旋桿旋一周時(shí)，它 沿軸線(xiàn)方向只前進(jìn)0.5mn 螺旋柄圓周上，等分為50格，螺旋桿沿軸線(xiàn)方向前進(jìn)0.01mm時(shí)螺旋柄圓周上的刻度轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)分格 這就是所謂機(jī)械放大原理。 測(cè)量物體長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋柄后端的棘輪旋柄，推動(dòng)螺旋桿，把待測(cè)物體剛好夾住時(shí)讀 數(shù)，可以從固定標(biāo)尺上讀出整格數(shù)，（每格0.5mn）。0.5mm以下的讀數(shù)則由螺旋柄圓周上的刻度讀出，估讀到0.001mm這一位上。 如圖2-11（a）和（b）,其讀數(shù)分別為5.650mm5.150mm （1） 記錄零點(diǎn)讀數(shù),并對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)作零點(diǎn)修正。 （2）記錄零點(diǎn)及將待測(cè)物體夾緊測(cè)量時(shí)，應(yīng)輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)棘輪旋柄推進(jìn)

5、螺桿，轉(zhuǎn)動(dòng)小棘輪時(shí)，只要 聽(tīng)到發(fā)出喀喀的聲音，即可讀數(shù)。 圖2-11 實(shí)驗(yàn)儀器 游標(biāo)卡尺：精度值：0.02mm量程：125mm 螺旋測(cè)微器：分度值：0.01mm量程：25mm 被測(cè)物體：小球；空心圓柱體。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1 .螺旋測(cè)微器測(cè)量圓球直徑，不同位置測(cè)量6-8次，計(jì)算其不確定度，并寫(xiě)出測(cè)量結(jié)果的標(biāo) 準(zhǔn)形式。 2 .用游標(biāo)卡尺測(cè)量空心圓柱體不同部分的外徑、內(nèi)徑、高度，各測(cè)量6-8次。計(jì)算空心圓柱體的體積及其不確定度，并寫(xiě)出測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)形式。 數(shù)據(jù)處理： 1、用千分尺側(cè)小鋼球直徑 根據(jù)測(cè)量原始數(shù)據(jù)，得小鋼球直徑測(cè)量值，數(shù)據(jù)如下表: 測(cè)量次數(shù) 1 2 3 4

6、 5 6 7 Di/mm 1(9.5159.514 7 A類(lèi)不確定度為: 7 (DiD) 2 ,1 (9.515 9.515)2 ,42 B類(lèi)不確定度為： 0.004 -0.0023 ' 3 1 總的不確定度Ud為: 222-2 UD.DUB..0.000720.002320.003 V的不確定度 鋼球直徑D測(cè)量結(jié)果: D(9.5150.003)mm UrD3.2104 根據(jù)：lnV ln— 4 ln(D2 d2)lnH 士lnV 有： 測(cè)量次數(shù) 外直徑D(mrm 內(nèi)直徑d(mn> 高H(mm

7、) 1 2 3 4 5 6 平均 D10.98 d6.58 H80.28 2、用游標(biāo)卡尺測(cè)量空心圓柱體的體積 根據(jù)測(cè)量原始數(shù)據(jù)記錄，整理數(shù)據(jù)如下表: D的A類(lèi)不確定度為: Uv V :6(61)i1 D)2 同理: 2D D2d2 lnV 2d D2d2 lnV1 1.1(10.96,30 2 10.98)2 2 (11.0010.98)2 2 (10.9810.98)2 0.0077 H D的總的不確定度為: 6(61) 6 2 (did)0

8、.0066 i1 16 (H:6(61)i1 H)2 0.0045 2 2DU2 D2d2UD 2 2dU2 D2d2Ud 2 Uh 2 Ud..DUb 0.014 20.022 0.0077(—) ■.3 同理：Ud0.014 Uh0.013 空心圓柱體的體積V為: ——2—2—3141622 V—(Dd)H—(10.986.58)80.284871.643 44 210.980.01422 10.986.58 0.0046 26.580.014 2__2 10.986.58 Uv0.0046V0.00464871.643 空

9、心圓柱體的體積測(cè)量結(jié)果: UrV 注：實(shí)驗(yàn)室條件：1、溫度：25.0C；2 3、濕度：65% 2 0.013 80.28 22.623 (4871 3 23)mm3 3 4.610 、大氣壓強(qiáng)：759mmHg 固體和液體密度的測(cè)定 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 1、學(xué)會(huì)物理天平的正確使用。 2、用流體靜力秤法測(cè)定固體和液體的密度。 3、復(fù)習(xí)鞏固有效數(shù)字和學(xué)習(xí)間接測(cè)量量的不確定度的估算方法。實(shí)驗(yàn)儀器 物理天平(附整碼)分度值：0.1g;量程：1000g; 燒杯、不規(guī)則形狀金屬物體、純水、鹽水、溫度計(jì)。 實(shí)驗(yàn)原理 密度是物質(zhì)的基本屬性之一，在工業(yè)上常常通過(guò)物 為=0.0

10、5g 質(zhì)密度的測(cè)定而 做成份分析和純度鑒定。按密度定義: (1.2.1) 測(cè)出物體質(zhì)量m和體積V后，可間接測(cè)得物體的密度。 1.靜力稱(chēng)衡法測(cè)不規(guī)則固體的密度 這一方法的基本原理是阿基來(lái)德原理(如圖1)。物體在液體中所受的浮力等于它所排開(kāi)液 體的重量。在不考慮空氣浮力的條件下，物體在空氣中重為Wmg,它浸沒(méi)在液體中的視重 W1m1g。那么，物體受到

11、的浮力為： 2 .測(cè)量不規(guī)則金屬物體的密度1。 (1)測(cè)量物體在空氣中的重量mo (2)稱(chēng)出物體浸沒(méi)在液體中的重量m1。 將盛有水的燒杯置于天平托板上，并使物體浸沒(méi)于水中，且使物體表面無(wú)氣泡附著，稱(chēng)量出重量m1。 3 .測(cè)量液體密度2。 FWW1(mm1)g(1.2.2) 將前面測(cè)量的不規(guī)則金屬物浸沒(méi)在待測(cè)液體中, 4.記錄所用水的溫度，查出相應(yīng)的水的密度數(shù)據(jù)處理 且使物體表面無(wú)氣泡附著，稱(chēng)量出重量m2。 m和m1是該物體在空氣中及完全浸沒(méi)液體稱(chēng)量時(shí)相應(yīng)的重量。又物體所受浮力等于所排液體重量，即： FoVg(1.2.3) 式中°是液體的密度，V是排開(kāi)液體的體積，亦為物體

12、的體積。g為重力加速度。由式(1.2.1)一可得待測(cè)固體的密度： 1-^―°(1.2.4) mm1 用這種方法測(cè)密度，避開(kāi)了不易測(cè)量的不規(guī)則體積V,轉(zhuǎn)換成只須測(cè)量較易測(cè)量的重量。一般實(shí)驗(yàn)時(shí)，液體常用水，°為水的密度。 2.流體靜力稱(chēng)衡法測(cè)液體密度 測(cè)液體密度，可以先將一個(gè)重物分別放在空氣中和浸沒(méi)在密度°己知的液體中稱(chēng)量，相應(yīng) 的整碼質(zhì)量分別為m和m「再將該重物浸沒(méi)在待測(cè)液體中稱(chēng)量，相應(yīng)的整碼質(zhì)量為m2。重物 在待測(cè)液體中所受的浮力為： F1(mm2)g@Vg 重物在密度°的液體中所受的浮力為： F，(mmjg°Vg 由式(1.2.5),()可得待測(cè)液體密度為： mm2

13、 2° mm1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 1.按天平的調(diào)節(jié)要求，調(diào)好天平。 ①底板的水平調(diào)節(jié)。②橫梁的水平調(diào)節(jié)。 (1.2.5) (1.2.6) (1.2.7) m(g) m1(g) m2(g) t(C) 流體靜力稱(chēng)衡法測(cè)固體和液體密度數(shù)據(jù)記錄 天平誤差為 g 經(jīng)查表(C)水的密度°=Q.997Q7g.cm-3 1、不規(guī)則物體密度的測(cè)定 根據(jù)公式(1.2.4)式和數(shù)據(jù)記錄 則： 1° mm1 20.65 2°.6518.1° 3. °.997°78.°74(gcm3) 因?yàn)闇y(cè)量采用單次測(cè)量的方式，根據(jù)單次測(cè)量不確定度的計(jì)算公式: U

14、K加 當(dāng)?。篕1時(shí)，m、m1的不確定度為： 則: m1 m1 °.05(g) 根據(jù)間接測(cè)量的不確定度的傳遞公式: (1Um)2(1Um1)2 mm1 1相對(duì)不確定度為: 2相對(duì)不確定度為: Ur 0.21 8.074 0.026 不規(guī)則物體密度1的測(cè)量結(jié)果為: 0.028 0.026 1.069 不規(guī)則物體密度1的測(cè)量結(jié)果為

15、： 1（8.070.21）gcm Ur2.6%11 2、液體密度的測(cè)定 根據(jù)公式（1.2.7）式和數(shù)據(jù)記錄則： 20.6517.66 20.6518.10 0.99707 1.069(gcm3) 因?yàn)闇y(cè)量采用單次測(cè)量的方式，根據(jù)單次測(cè)量不確定度的計(jì)算公式: UK取 當(dāng)?。篕1時(shí)，m、m1、m2的不確定度為： UmUm1Um2為 則：UmUm1Um20.05（g） 根據(jù)間接測(cè)量的不確定度的傳遞公式： 42 2 0.028 2 一m1U 20Um (mm1) (mm1)2 2 18.100.997c” 20.05 (20.6518.10)2 2

16、 20.650.997… 20.05(20.6518.10)2 Ur1 (1.070.03)g 2.6% 實(shí)驗(yàn)室條件：1、溫度: 3、濕度: cm 25.0C;2、大氣壓強(qiáng)：759mmHg65% t(C) 0 t(C) 0 t(C) 0 t(C) 0 0 9 18 27 1 10 19 28 2 11 20 29 3 12 21 30 4 13 22 31 5 14 23 32 6 15 24 33 7 16 25 34 8 17 26 35 附：純水隨溫度的變化表（此次測(cè)量沒(méi)有考慮大氣壓的影響） 不同溫度下純水密度（°）單位: 0.21