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长度与密度的测量实验报告 长度测量: 实验目的 1.了解米尺、游标卡尺、螺旋测微器的测量原理和使用方法。 2.熟悉仪器的读数规则以及有效数字的运算法则。 3.掌握直接测量、间接测量的数据处理方法及测量不确定度估计方法 4.掌握有效数字的计算法则 实验原理 1.米尺 米尺是生活中最常用的长度测量仪器。米尺的量程大多是1~1000.0mm，均匀分度，分度值为1.0mm。因为米尺具有一定厚度，所以再用米尺测量时要尽可能把待测物体贴近米尺的刻度线，以避免视差。视差的来源时待测对象与标尺不贴紧，以致测量者从不同角度看去，会导致读书上的差异。 若米尺刻线是从端点开始的，测量时不用端边作为测量的起点，以避免因磨损带来的误差。一般选择是某整刻度作为起点。 2.游标卡尺 游标卡尺在米尺上附加一个刻度均匀且可以滑动的游标，从而巧妙地提高了米尺的测量精度。 游标卡尺的原理：主尺上n-1个分度所对应的长度是n-1 mm，副尺上n个分度所对应的长度也是n-1 mm，因此主持与副尺每个分度值之差即格差为 ε εk就是游标卡尺的最小分度值。由于εk可由格差精确给出，所以游标卡尺的测量精度明显优于米尺，而且n越大，游标卡尺的精度也就越高。但标尺的分度数不宜过大，一方面，当副尺分度值过大时， 游标卡尺的读数方法：主尺上读出毫米位的准确数，毫米一下的尾数由副尺读出。若副尺上第m个刻线与主尺上某刻线（k+m）重合，因格差是εk，故可断定副尺零刻线与主尺第k个刻线相距mε x 使用游标卡尺时要注意：左手持物，右手持尺。 测量内径时量爪与待测物轴线平行，测外径时量爪与待测物轴线垂直，测深度时主尺端面应与待测物端面吻合。测量前记下零点读数，注意判断它的正负。注意保护卡尺，测量时不应将待测物卡得太紧 3.螺旋测微器 螺旋测微器的测微螺杆和微分筒、棘轮相连，并以螺纹与固定套管连接。轻转棘轮，则棘轮靠一定的摩擦力带动副尺一起转动，当测微螺杆的顶端接触到待测物体后，能确保对待测物体施加固定的压力，超过此压力棘轮就自动打滑并发出“喀、喀”声响，从而确保待测物不至受过大压力而发生形变。 螺旋测微器的设计特点为采用了机械放大原理。副尺旋转一周，主尺上移动一格，顶砧和测微螺杆端面的间距改变0.5 mm。副尺套筒上均分50个小格，因此每旋转一小格测微螺杆移动0.01 mm。 在使用螺旋测微器的时候要注意：记录零点读数，不要丢掉主尺上的半整数，副尺读书时应包括一位小数。为避免弓形手柄热膨胀，使用螺旋测微器应左手捏持弓形手柄上的绝热塑料垫块，将待测物体稳妥的置于试验台上，右手旋转棘轮。测量时不得直接旋转副尺套筒，应轻转其尾部的棘轮。 实验仪器 米尺、五十分度游标卡尺、螺旋测微器、实验台、金属杯、钢球。 实验步骤 1.用米尺测量实验台的宽度l。测量时应采取以下四种不同的方法各测4次； （1）以米尺同一起点，对教科书同一位置（l1 （2）同一起点，不同位置（l2 （3）不同起点，同一位置（l3 （4）不同起点，不同位置（l4 2.以游标卡尺在不同方位测量空心半圆柱体的外径D1、内径D2、高度H1 3.以螺旋测微器在钢球不同位置的三互垂方向测量其直径D 6次，并求其体积。 数据处理（写出运算具体公式） 1.用米尺测量实验台宽度 l 同一起点，同一位置 试验次数 起点cm 终点cm 长度cm 1 5.00 74.68 69.68 2 5.00 74.70 69.70 3 5.00 74.70 69.70 4 5.00 74.70 69.70 l s s 计算A类标准不确定度,置信系数选择为0.683 u B类标准不确定度可由最小分度值算出，则 u 则总不确定度为 u 故此时实验台宽度可表示为 l （2）同一起点，不同位置 试验次数 起点cm 终点cm 长度cm 1 5.00 74.70 69.70 2 5.00 74.66 69.66 3 5.00 74.68 69.68 4 5.00 74.66 69.66 l s s A类标准不确定度，置信系数选择为0.683， u B类标准不确定度可由最小分度值算出，则 u 则总不确定度为 u 故此时实验台宽度可表示为 l （3）不同起点，同一位置 试验次数 起点cm 终点cm 长度cm 1 10.00 79.68 69.68 2 15.00 84.70 69.70 3 20.00 89.68 69.68 4 24.98 94.66 69.68 l s s A类标准不确定度，置信系数选择为0.683，则 u B类标准不确定度可由最小分度值算出，则 u 则总不确定度为 u 故此时实验台长度可表示为 l （4）不同起点，不同位置 试验次数 起点cm 终点cm 长度cm 1 25.