长度与密度的测量·实验报告长度测量:一、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及有效数字运算法则。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。二、实验原理1.米尺米尺是日常生活中最常用的长度测量仪器。米尺的量程大多是0~1000.0mm，均匀分度，分度值为1.0mm，其读数规则应是估计到其分度值的1/10。注意：待测物与米尺刻度线贴紧；若米尺刻线从端边开始，测量时从非端边的整刻度线作为起点；可由不同起点进行多次测量，以减小系统误差。视差的来源是由于待测对象与标尺不紧贴，以致测量者从不同角度看去，会导致读数的差异，如图1所示。此外，读数时应使待测物断面在两眼连线的垂直平分线上，应养成用两只眼睛读数的习惯。图12.游标卡尺游标卡尺的结构如图2所示，量爪A、C与主尺L相连，B、D及深度尺G与副尺S相连；M为紧固螺钉，N为推把。A、B组成内测量爪，可测内径及槽宽；C、D组成外测量爪，可测长度、厚度及外径；G可测深度及台高。当卡口合拢时，主、副尺“0”刻度线重合，深度尺端面与主尺端面重合。主尺的长度决定了游标卡尺的量程，副尺的刻度决定了游标卡尺的分度值。图2图3游标卡尺的原理：主尺上n-1个分度所对应的长度为（n-1）mm,副尺上n个分度所对应的长度也是（n-1）mm，如图3所示，因此主尺与副尺每个分度值之差即格差为n11εx=1mm=mmnnεx就是游标卡尺的最小分划单位即分度值。普通游标卡尺有10、20、50、100分度等几种，所对应分度值分别为：0.1mm、0.05mm、0.02mm和0.01mm，使用的比较广泛的是50分度游标卡尺。游标卡尺的读数方法是：游标卡尺的读数由主尺读数和副尺读数两部分组成，主尺上读出毫米位的准确数，毫米以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，因格差为εx，故可断定副尺零刻线与主尺上第k个刻度线相距mεx.于是可得待测长度为x=kmm+mεx操作注意事项：①使用卡尺应采用左手持物，右手握尺，用右手大拇指控制推把，使游标沿着主尺滑动，被测物应放在量爪的中间部位（厚的地方）；①测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；①测量前记下零点读数xo,注意判断xo的正负，多次测量时在其平均值中减去xo；①注意保护卡尺，测量时不应将待测物卡得太紧，卡住待测物体后切忌来回挪动；用完将其紧固螺钉M松开。3.螺旋测微器螺旋测微器是利用螺旋进退来测量长度的仪器，常用于测量小球的直径、金属丝的直径和薄板的厚度。实验室中常用的螺旋测微器的外形如图4所示，量程为25mm,分度值为0.01mm,极限误差为0.004mm.图4读数时，要读出主尺上的读数还有微分筒上的读数，注意不要丢掉主尺上可能露出的“半整数”，副尺读数时应包括一位小数。此外，使用螺旋测微器测量物体之前，应先记录零点读数xo.这是因为当转动棘轮使测微螺杆与顶砧刚接触时，微分筒的端面的读数应为0.000mm,否则就应该记录初始读数，也就是零点读数，以便对测量值进行修正，测量结果应是：测量值＝读数值－零点读数。读零点读数时应注意微分筒上的零刻度线在主尺横线的上方还是下方，对应零点读数分别为正值还是负值。注意事项：①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；②测量时不得直接旋转副尺套筒；③测量小球直径在桌面上完成，不要将螺旋测微器拿起来读数；④测量完毕，应将测微螺杆退回几转，使顶砧、测微螺杆离开一定间隙，以防外界温度变化时因热膨胀而使顶砧、测微螺杆过分压紧、损坏螺纹。三、实验仪器米尺、50分度游标卡尺、螺旋测微器、教科书、半空心圆柱体、钢球。四、实验步骤1.以米尺测量教科书的宽度l。测量时采取以下四种不同的方法各测4次：（1）米尺同一起点，对教科书同一位置（l1i）；（2）同一起点，不同位置（l2i）；（3）不同起点，同一位置（l3i）；（4）不同起点，不同位置（l4i）。2.以游标卡尺在不同方位测量半空心圆柱体（图2）的外径D1、内径D2、高度H1及深度H2各4次，并求其体积。图23.以螺旋测微器在钢球不同位置的三互垂方向测量其直...
