大學物理實驗報告

懷化學院

大學物理實驗實驗報告

系別物信系年級2009專業電信班級09電信1班

姓名張三學號09104010***組別1實驗日期2009-10-20

實驗項目:長度和質量的測量

【實驗題目】長度和質量的測量

【實驗目的】

1.掌握米尺、游標卡尺、螺旋測微計等幾種常用測長儀器的讀數原理和使用方法。

2.學會物理天平的調節使用方法，掌握測質量的方法。

3.學會直接測量和間接測量數據的處理，會對實驗結果的不確定度進行估算和分析，能正

確地表示測量結果。

【實驗儀器】(應記錄具體型號規格等，進實驗室后按實填寫)

直尺(50cm)、游標卡尺(0.02mm)、螺旋測微計(0～25mm,0.01mm),物理天平(TW-1B型，分度

值0.1g，靈敏度1div/100mg),被測物體

【實驗原理】(在理解基礎上，簡明扼要表述原理，主要公式、重要原理圖等)

一、游標卡尺

主尺分度值：x=1mm,游標卡尺分度數：n（游標的n個小格寬度與主尺的n-1小格長度相等）,

游標尺分度值：x

n

n1?

（50分度卡尺為0.98mm,20分度的為：0.95mm）,主尺分度值與游標尺

分度值的差值為：

n

x

x

n

n

x?

?

?

1

,即為游標卡尺的分度值。如50分度卡尺的分度值為：

1/50=0.02mm,20分度的為：1/20=0.05mm。

讀數原理：如圖，整毫米數L

0

由主尺讀取，不足

1格的小數部分l?需根據游標尺與主尺對齊的刻線數

k和卡尺的分度值x/n讀?。?/p>

n

x

kx

n

n

kkxl?

?

???

1

讀數方法（分兩步）：

(1)從游標零線位置讀出主尺的讀數.(2)根據游標尺上與主尺對齊的刻線k讀出不足一分格的

小數,二者相加即為測量值.即:

n

x

kllll?????

00

,對于50分度卡尺：02.0

0

???kll;對20

分度：

05.0

0

???kll。實際讀數時采取直讀法讀數。

二、螺旋測微器

原理：測微螺桿的螺距為，微分筒上的刻度通詩經小雅采薇 常為50分度。當微分筒轉一周時，測微螺桿

前進或后退

mm

，而微分筒每轉一格時，測微螺桿前進或后退50=。可見該螺mac右鍵 旋測微器的分度值

為

mm

，即千分之一厘米，故亦稱千分尺。

讀數方法：先讀主尺的毫米數（注意刻度是否露出），再看微分筒上與主尺讀數準線對齊的

刻線（估讀一位）,乖以,最后二者相加。

三：物理天平

天平測質量依據的是杠桿平衡原理

分度值:指針產生1格偏轉所傅儀皇帝 需加的砝碼質量，靈敏度是分度值的倒數，即

n

S

m

?

?

，它表示

天平兩盤中負載相差一個單位質量時，指針偏轉的分格數。如果天平不等臂，會產生系統誤差，

消除方法：復稱法，先正常稱1次，再將物放在右盤、左盤放砝碼稱1次(此時被測質量應為砝

碼質量減游碼讀數)，則被測物體質量的修正值為：

21mmm??。

【實驗內容與步驟】(實驗內容及主要操作步驟)

1.米尺測XX面積：分別測量長和寬各一次。

2.游標卡尺測圓環體積：(1)記下游標卡尺的分度值和零點誤差。(2)用游標卡尺測量圓環的

外徑D、內徑d及圓環高度h各6次(在垂直交叉方向進行)。

3．千分尺測小鋼球直徑：（1）記下螺旋測微器的分度值，(2)測量其零點讀數3次，求出平

均值.(3)用千分尺測量小鋼球不同部位的直徑d，測量6次(要在垂直交叉方向進行)。

4．物理天平使用（1）調底座水平；（2）調平衡；（3）稱量；（4）天平復原。

【數據處理】

1、由表1數據得

lhS?＝＝(cm2)

cmUU

hl

015.0????

儀

22222

22

7.0015.005.2615.35cmlhU

l

S

U

l

S

U

lls

???????

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

儀

∴

)(7.07.9152cmS??

，

%08.0

7.915

7.0

)(???

S

U

sUs

r

2、由表2數據，D、d、h的計算結果如表5所示：

表5空心圓柱體體積測量數據計算結果

測量量平均值SU

A

?

儀

??

B

U22

BA

UUU??

)(mmD

)(m工資結算 md

)(mmh

其中?

?

?

?

?

6

1

2)(

1

1

i

i

xx

n

S

故：

)(4.09.30mmD??

，

)(4.02.10mmd??

，

)(1.00.60mmh??

故：

)(69.40091)2.109.30(0.60

4

1416.3

)(

4

1

322

22mmdDhV??????＝?

∵

)(3.29129.300.60

2

1416.3

2

1

2mmDh

D

V

?????

?

?

?

dh

d

V

?

2

1

??

?

?

=(mm2),

)(

4

122dD

h

V

??

?

?

?=(mm2)

由不確定度傳遞公式得：

)(6.1228)1.0*19.668()4.0*33.961()4.0*3.2912(3222

2

2

2

2

2

2

mm

U

h

V

U

d

V

U

D

V

U

hdDV

????

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

∴

)(10)13.001.4(34mmV???

，

%100

1.4

13.0

%100)(????

V

U

VUV

r

=%

3、由表3數據得：

?d9.483mm，

)(

16

16

1

2?

?

???

i

iA

ddSU

－

=0.0904mm

mm004.0＝

儀

?，2222

儀

?????SUUU

BA

=0.09mm

∴

)(09.004.20mmd?瑪格烈菊 ?

，

%45.0

04.20

09.0

%100)(????

d

U

dUd

r

4、由表4數據得：)(18.29320.29315.293

21

gmmm?????

【實驗結果與分析】

1、米尺測得**的面積為：27.07.915cmS??

，相對不確定度：%

2、游標卡尺測得圓環體積為：

)(10)13.001.4(34mmV???

，相對不確定度：%

3、千分尺測得圓球直徑為：

)(09.004.20mmd??

，相對不確定度：%

4、復稱法測得圓柱體質量為：293.18g。

測量結果是可信的。面積的相對不確定度非常小，并不能說明誤差非常小，因只

對長、寬的一名人名言網 個位置進行了一次測量。

游標卡尺測量誤差主要來自對與主尺對齊的游標格線判斷不準；螺旋測微器的測

量誤差主要來自對格線是否露出的判斷和零點讀數及估讀數；

從天平測量結果可以看出，復稱法測出的兩次質量很接近，說明天平的不等臂誤

差是很小的。

懷化學院實驗數據記錄紙

實驗名稱：長度與質量的測量實驗時間：2009年9月20日

___物信系___系09級電信專業1班

姓名張三學號09104010**

數據記錄：

表1米尺測量的面積數據

米尺量程：50cm分度值：1mm儀器誤差：

物理量

長度

)(cma

寬度)(cmb

測量值

表2游標卡尺測量圓環的體積數據記錄表

分度值：儀器誤差：零點讀數：x

0：0mm

123456

)(mmD

)(mmd

)(mmh

表3用螺旋測微器測量小球直徑記錄表

分度值：0.01mm儀器誤差：0.004mm零點誤差：d

0：+0.012mm

1234

5

6

)(mmd

表4復稱法測圓柱體質量

最大稱衡質量:1000g

次數

)(

1

gm)(

2

gm

１

教師簽名：

合作者：無

對多人一組的，應注明合作者

記錄表格設計、及記錄規范：

1、要有表序(表1、表2…)、標題

2、要用直尺工整畫表格

3、儀器參數等寫在標題和表格之間

4、數據不能用鉛筆填寫、有效數字要正確，數據不能涂改，如寫錯了可在錯誤數據上畫一橫（刪

除線），在旁邊寫正確數據

注：本報告僅供參考，主要了解報告的格式要求，所用數據與實際實驗數據并不相

同！