實驗一基本力學(xué)量-的-測-量

實驗一基本力學(xué)量的測量長度是最基本的物理量。在各種各樣的長度測量儀器中，它們的外觀雖然不同，但其標(biāo)度大都是以一定的長度來劃分的。對許多物理量的測量都可以歸為對長度的測量，因此，長度的測量是實驗測量的基礎(chǔ)。在進行長度的測量中，我們不僅要求能夠正確使用測量儀器，還要能夠根據(jù)對長度測量的不同精度要求，合理選擇儀器，以及根據(jù)測量對象和測量條件采用適當(dāng)?shù)臏y量手段。密度是表征物體特征的重要物理量，因而密度的測量對物體性質(zhì)的研究起著重要的作用。對于規(guī)則的物體，用物理天平測出其質(zhì)量，用測量長度的方法測出其體積，即可測量出物質(zhì)的密度。練習(xí)一長度的測量實驗?zāi)康模?.分別用游標(biāo)卡尺及螺旋測微計測量長方體、球體等試樣的尺寸，并求長方體、球體的體積；2.多次等精度測量誤差的運算，求絕對誤差和相對誤差。實驗儀器游標(biāo)卡尺，螺旋測微器，待測物體實驗原理游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺主要由主尺和游標(biāo)兩部分組成。游標(biāo)是在主尺上附加一個能滑動的有刻度的小尺。讀數(shù)時，主尺上直接讀出主尺最小刻度以上的整數(shù)部分；游標(biāo)上讀出主尺最小刻度以下的數(shù)值。游標(biāo)上ｎ個分格的總長度與主尺上（ｎ－１）個分格的總長度相等，以ｘ，ｙ分別表示游標(biāo)與主尺上的每一格的長度，因此。如圖１-１所示是游標(biāo)上ｎ＝10的情形。圖1-1游標(biāo)卡尺原理示意圖主尺與游標(biāo)上每個分格之差為：σ＝ｙ－ｘ＝ｙ稱為游標(biāo)的精度(亦叫測量的準(zhǔn)確度)，是游標(biāo)卡尺的最小讀數(shù)值，它可以準(zhǔn)確地讀到主尺最小分格值的。常用游標(biāo)的分格值有1/10、1/20、1/50幾種，相應(yīng)的分度值為0.1mm、0.05mm、0.02mm。測量時，根據(jù)游標(biāo)“0”線所對主尺的位置，可在主尺上讀出物體長度以毫米為單位的整數(shù)部分，毫米以下的長度部分由游標(biāo)讀出，用游標(biāo)卡尺測量長度L的一般表達式為：式中K是游標(biāo)的“0”線所在處主尺上的整毫米數(shù)，a主尺的最小分度值，n是游標(biāo)的第n條線與主尺的某一條線對齊（或最靠近）。是游標(biāo)卡尺的準(zhǔn)確度，第二項n就是從游標(biāo)上讀出的毫米以下的長度部分。如圖1-2中游標(biāo)卡尺：分度值為0.05mm，游標(biāo)的第9格與主尺的某一條線對齊，所以讀數(shù)為4mm+0.05mm*9=4.45mm。圖1-2游標(biāo)卡尺的讀數(shù)二、螺旋測微計（千分尺）螺旋測微計是比游標(biāo)卡尺更精密的長度測量儀器。它的量程是25mm，分度值是0.01mm。螺旋測微計結(jié)構(gòu)的主要部分是微動螺旋桿，相鄰螺紋距是0.5mm。因此，當(dāng)螺旋桿旋轉(zhuǎn)一周時，它沿軸線方向只前進0.5mm。螺旋桿是和螺旋柄相連的，在柄上附有沿圓周的刻度（微分筒）共有50個等分格。當(dāng)螺旋柄上的刻度轉(zhuǎn)過一個分格時，螺旋桿沿軸線方向前進0.5/50mm，即0.01mm。螺旋測微計的讀數(shù)可分為三步：首先讀出主尺上的刻線部分；其次讀出套筒上的整刻度數(shù)；最后估計套筒最小刻度以下部分的數(shù)值。如圖1-3(a)和(b)中螺旋測微計的讀數(shù)就是采用這種規(guī)則讀出來的，它們的讀數(shù)分別為4.905mm和圖1-3螺旋測微計的讀數(shù)實驗步驟：靜力稱衡法來確定。方法如下：用天平稱出物體在空氣中的質(zhì)量m，然后用一根細(xì)線把物體拴好浸入水中(如圖1-5)，用天平稱出物體懸浮在水中的質(zhì)量為m1，則物體在水中受到的浮力為根據(jù)阿基米德原理：浮力的大小等于物體排開同體積水的重量，即圖1－5聯(lián)立上兩式，得物體體積為圖1－5由此可得物體的密度式中為水在t℃時的密度，見附錄。實驗步驟(一)清點主要儀器1.物理天平()2.燒杯()3.待測金屬塊4.溫度計()(二)測量1.調(diào)節(jié)物理天平：2.測定規(guī)則形狀固體的密度:將待測長方體體放在左盤上，在右盤上加砝碼，稱出待測物質(zhì)量m;練習(xí)一已測出體積V,代入公式即可求出該固體密度。3.用流體靜力稱衡法測不規(guī)則形狀固體的密度：①將待測物體放在左盤上，在右盤上加砝碼，稱出待測物質(zhì)量m。②將燒杯裝上水，放在木托盤上，待測物用細(xì)線懸吊在水中，稱出待測物在水中的質(zhì)量m1；③用溫度計測出水的溫度；④將數(shù)據(jù)填入表一中。(三)列數(shù)據(jù)表格表一.用流體靜力稱衡法測固體的密度不規(guī)則形狀固體測量值偏差空氣中質(zhì)量m浸入水中時質(zhì)量m1數(shù)據(jù)處理要求水的密度由水溫根據(jù)書后附表1查出。誤差傳遞公式：；可令。注意事項使用物理天平稱衡物體質(zhì)量時，稱衡前要進行調(diào)整。稱衡時，被稱物體放在左盤，砝碼放在右盤，加減砝碼，必須使用鑷子。放取物體和砝碼時，移動游碼或調(diào)節(jié)水平時，都要將橫梁止動，以免損壞刀口。