大学物理实验报告示例.docx

实验题目】长度和质量的测量【实验目的】1. 掌握米尺、游标卡尺、螺旋测微计等几种常用测长仪器的读数原理和使用方法2. 学会物理天平的调节使用方法，掌握测质量的方法3. 学会直接测量和间接测量数据的处理，会对实验结果的不确定度进行估算和分析，能正 确地表示测量结果实验仪器】（应记录具体型号规格等，进实验室后按实填写）直尺（50cm）、游标卡尺（0.02mm）、螺旋测微计（0〜25mm,0.01mm）,物理天平（TW-1B型，分度 值0.1g，灵敏度1div/100mg）,被测物体 【实验原理】（在理解基础上，简明扼要表述原理，主要公式、重要原理图等）一、游标卡尺主尺分度值：x=1mm，游标卡尺分度数：n（游标的n个小格宽度与主尺的n-1小格长度相等），游标尺分度值：-~-尤（50分度卡尺为0.98mm,20分度的为：0.95mm），主尺分度值与游标尺n分度值的差值为：x-日x = X，即为游标卡尺的分度值如 50分度卡尺的分度值为：n n1/50=0.02mm,20 分度的为：1/20=0.05mm '/j一 v读数原理：如图，整毫米数L0由主尺读取，不足 =1格的小数部分AZ需根据游标尺与主尺对齐的刻线数 " " I 「n — 1 .xk和卡尺的分度值x/n读取•.心=kx — k x = k— —n n a』 匚 读数方法（分两步）： —（1）从游标零线位置读出主尺的读数.（2）根据游标尺上与主尺对齐的刻线k读出不足一分格的小数,二者相加即为测量值.即:l = 10 +M = 10 + k-，对于50分度卡尺:l = 10 + kx 0.02 ； 对20分度：l = 10 + k x 0.05。

实际读数时采取直读法读数二、螺旋测微器原理：测微螺杆的螺距为0.5mm，微分筒上的刻度通常为50分度当微分筒转一周时，测 微螺杆前进或后退0.5 mm，而微分筒每转一格时，测微螺杆前进或后退0.5/50=0.01mm可见 该螺旋测微器的分度值为0.01 mm，即千分之一厘米，故亦称千分尺读数方法：先读主尺的毫米数（注意0.5刻度是否露出），再看微分筒上与主尺读数准线对 齐的刻线（估读一位），乖以0.01mm,最后二者相加三：物理天平天平测质量依据的是杠杆平衡原理分度值:指针产生1格偏转所需加的砝码质量，灵敏度是分度值的倒数，即S = JL，它表示 Am天平两盘中负载相差一个单位质量时，指针偏转的分格数如果天平不等臂，会产生系统误差， 消除方法：复称法，先正常称1次，再将物放在右盘、左盘放砝码称1次（此时被测质量应为砝 码质量减游码读数），则被测物体质量的修正值为：m=^m1 -m2实验内容与步骤】（实验内容及主要操作步骤）1. 米尺测XX面积：分别测量长和宽各一次2. 游标卡尺测圆环体积：（1）记下游标卡尺的分度值和零点误差2）用游标卡尺测量圆环 的外径D、内径d及圆环高度h各6次（在垂直交叉方向进行）。

3. 千分尺测小钢球直径：（1）记下螺旋测微器的分度值，（2）测量其零点读数3次，求出平 均值.（3）用千分尺测量小钢球不同部位的直径d，测量6次（要在垂直交叉方向进行）4. 物理天平使用（1）调底座水平；（2）调平衡；（3）称量；（4）天平复原数据处理】（实验数据见数据记录纸,不必在报告里再抄写一遍，要有主要的处理过程，要求 用作图法处理的应附坐标纸作图或计算机打印的作图，处理的中间结果应多保留1-2位，以免产 生截断误差，最终结果表示应符合有效数字规则和不确定度位数要求计算中要特别注意单位的 换算和书写）1、由表1数据得S = lh =35.15X26.05 = 915.66 （cm2）=Uh = △仪=0.015cm顷1 l J= \. h2 +12 A =35.152 + 26.052 x 0.015 = 0.7cm2 仪S = 915.7 土 0.7（cm2）， U （s） = ^-s — = 0.08%「 S 915.72、由表2数据，D、d、h的计算结果如表5所示：表5空心圆柱体体积测量数据计算结果测量量平均值Ua = SUB =A 仪u = Ju2 + u 2A BD (mm)30.940.400.020.40d (mm)10.200.360.020.36h(mm)60.030.100.020.1其中S=、;上:1（…&故：D — 30.9 土 0.4(mm)，d =10.2 土 0.4(mm)，h = 60.0 土 0.1(mm)…-1 ——一 一一 3 1416故：y =—兀 h(D2 -d2)=— x60.0x (30.92 -10.22) — 40091.69(mm3)4 4..dV 1 ——3.1416,/ 一 =—兀 hD = — x60.0x30.9 — 2912.3(mm2)dD 2 2av 1 —— ， 、 av 1 一 一一一 ，、—-=-—兀 hd =-961.33(mm2), 堂=—兀(D2 - d2) =668.19(mm2)ad 2 ah 4由不确定度传递公式得：W U 2+］当2 代 aD J d m JU 2h=%(2912.3*0.4)2 +(961.33*0.4)2 +(668.19*0.1)2 — 1228.6(mm 3)U 0.13 ・•・ V = (4.01土 0.13) x 104(mm3), U (V)二寸 x 100% = x 100% =3.2% 3、由表3数据得:1 gd = 9.483mm, UA = S =《弟^ (d_ - d)2 =0.0904mmA仪厂0.004mm , U =

测量结果是可信的面积的相对不确定度非常小，并不能说明误差非常小，因只 对长、宽的一个位置进行了一次测量游标卡尺测量误差主要来自对与主尺对齐的游标格线判断不准；螺旋测微器的测 量误差主要来自对格线是否露出的判断和零点读数及估读数；从天平测量结果可以看出，复称法测出的两次质量很接近，说明天平的不等臂误 差是很小的怀化学院实据记录纸合作者： 无对多人一组的，应注明合作者实验名称：, 长度与质量的测量 实验时间：2009年9月.20 日物信系 系 09级 电信 专业1班 教师签名：姓名 张三 学号 I ,数据记录：表1米尺测量XX的面积数据米尺量程：50cm 分度值：1mm 仪器误差：0・15mm物理量长度a (cm)宽度b (cm)测量值35.1526.05表2游标卡尺测量圆环的体积数据记录表分度值：0.02mm 仪器误差：0.02mm 零点读数：x0 : 0 mm123456D(mm)31.2230.1831.0631.1231.2030.86d (mm)9.9610.1210.9010.1610.069.98h(mm)59.9259.9860.1660.0859.9460.12表3用螺旋测微器测量小球直径记录表分度值：0・01mm 仪器误差：0・004mm 零点误差：d0 : +0.012 mm12345619 980d (mm)20.12519.98819.99020.01820.198X7«17.680表4复称法测圆柱体质量最大称衡质量：1000g次数mi( g)m2( g)1293.15293.20记录表格设计、及记录规范：1、 要有表序（表1、表2…）、标题2、 要用直尺工整画表格3、 仪器参数等写在标题和表格之间4、 数据不能用铅笔填写、有效数字要正确，数据不能涂改，如写错了可在错误数据上画一横（删 除线），在旁边写正确数据注：本报告仅供参考，主要了解报告的格式要求，所用数据与实际实验数据并不相 同！。