⼤学物理实验长度的测量实验报告

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⼤学物理实验教案长度和

质量的测量两篇

⼤学物理实验教案长度和质量的测量两篇

篇⼀：⼤学物理实验教案4--长度测量

⼤学物理实验教案

实验⽬的：

1．掌握游标卡尺、螺旋测微计和移测显微镜的测量原理和使⽤⽅法。 2．根据仪器的精度和有效数字的定义，正确记录原始数据。

3．掌握直接测量和间接测量的数据处理⽅法，并⽤不确定度报告测量结果。

实验仪器：

游标卡尺、螺旋测微计、移测显微镜、滚珠、圆管、⽑细管、铝块。

实验原理：

1． 游标卡尺

普通测长度的尺⼦其准确度有⼀定的局限性，主要是由于其分度值(即仪器能准确鉴别的最⼩量值)较⼤。例如⽶尺的分度值为1mm ⽽不能

更⼩，否则，刻度线太密将⽆法区分。为此，在主尺上装⼀个能够沿主尺滑动的带有刻度的副尺，称为游标，这样的装置称为游标卡尺。

游标卡尺的结构如图1 所⽰。主尺 D 是⼀根钢制的毫⽶分度尺，主尺头上附有钳⼝ A 和⼑⼝A′，游标E 上附有钳⼝ B、⼑⼝ B′ 和尾尺

C ，可沿主尺滑动。螺丝F可将游标固定在主尺上，当钳⼝AB密接时，则⼑⼝ A′B′对齐，尾尺C和主尺尾部也对齐，主尺上的0线与游

标上的0线重合。

图1 游标卡尺

钳⼝AB⽤来测物体的长度及外径，⼑⼝ A′B′⽤来测物体的内径，⽽尾尺C则⽤来测物体的深度。它们的读数值，都是表⽰游标的0线与

主尺的0线之间的距离。

游标卡尺的规格有多种，其精密程度各不相同，但不论哪⼀种，它的原理和读数⽅法都是⼀样的。常⽤游标尺的设计，在游标尺上刻有m个

分格，游标上m个分格的总长，正好与主尺上(m–1)个分格的总长相等，如果⽤ y 表⽰主尺上最⼩分格的长度，x 表⽰游标上每⼀⼩格的

长度，则

(m–1)y = mx 所以，主尺与游标上每个分格长度的差值是

y?x?

y

m

这个量就是游标卡尺的分度值。通常主尺最⼩分格y都为1mm，因此，游标的分格数越多，分度值就越⼩，卡尺的精密度就越⾼。

常⽤的游标卡尺的分度值有0.1mm 、0.05mm、0.02mm三种。

利⽤游标卡尺测物体的长度时，把物体放于钳⼝之间，游标右移。游标0线对准主尺上某⼀位置，毫⽶以上整数部分l0可以从主尺上直接读

出，毫⽶以下部分△l从副尺上读出。

2． 螺旋测微计

螺旋测微计(千分尺)是⽐游标卡尺更精密的长度测量仪器，多⽤于测量⼩球和⾦属丝的直径或平板厚度。常⽤的⼀种螺旋测微计测量范围

0~25mm，分度值0.01mm。螺旋测微计的结构如图2 所⽰，主要部分是在固定套管上有⼀个微动螺杆，螺距0.5mm，因此，当螺杆旋转

⼀周时，它沿轴线⽅向前进或后退0.5mm , 此距离在固定套管的标尺(即主尺) 上显⽰为⼀个分格。螺旋杆是和 螺旋柄相连，柄上附有沿圆

周的 刻度(微分筒)，即副尺，共有 50 个等分格。当微分简上的刻 度转过⼀分格时，螺旋杆沿轴线

前进或后退的距离为：