大学物理实验报告

怀化学院

大学物理实验实验报告

系别物信系年级2009专业电信班级09电信1班

姓名张三学号09104010***组别1实验日期2009-10-20

实验项目:长度和质量的测量

【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：x

n

n1

（50分度卡尺为0.98mm,20分度的为：0.95mm）,主尺分度值与游标尺

分度值的差值为：

n

x

x

n

n

x





1

,即为游标卡尺的分度值。如50分度卡尺的分度值为：

1/50=0.02mm,20分度的为：1/20=0.05mm。

读数原理：如图，整毫米数L

0

由主尺读取，不足

1格的小数部分l需根据游标尺与主尺对齐的刻线数

k和卡尺的分度值x/n读取：

n

x

kx

n

n

kkxl





1

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:

n

x

kllll

00

,对于50分度卡尺：02.0

0

kll;对20

分度：

05.0

0

kll。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，微分筒上的刻度通诗经小雅采薇 常为50分度。当微分筒转一周时，测微螺杆

前进或后退

mm

，而微分筒每转一格时，测微螺杆前进或后退50=。可见该螺mac右键 旋测微器的分度值

为

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,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格偏转所傅仪皇帝 需加的砝码质量，灵敏度是分度值的倒数，即

n

S

m





，它表示

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：

21mmm。

【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】

1、由表1数据得

lhS＝＝(cm2)

cmUU

hl

015.0

仪

22222

22

7.0015.005.2615.35cmlhU

l

S

U

l

S

U

lls







































仪

∴

)(7.07.9152cmS

，

%08.0

7.915

7.0

)(

S

U

sUs

r

2、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SU

A



仪



B

U22

BA

UUU

)(mmD

)(m工资结算 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)

由不确定度传递公式得：

)(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数据得：

d9.483mm，

)(

16

16

1

2





i

iA

ddSU

－

=0.0904mm

mm004.0＝

仪

，2222

仪

SUUU

BA

=0.09mm

∴

)(09.004.20mmd玛格烈菊 

，

%45.0

04.20

09.0

%100)(

d

U

dUd

r

4、由表4数据得：)(18.29320.29315.293

21

gmmm

【实验结果与分析】

1、米尺测得**的面积为：27.07.915cmS

，相对不确定度：%

2、游标卡尺测得圆环体积为：

)(10)13.001.4(34mmV

，相对不确定度：%

3、千分尺测得圆球直径为：

)(09.004.20mmd

，相对不确定度：%

4、复称法测得圆柱体质量为：293.18g。

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、宽的一名人名言网 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。

怀化学院实验数据记录纸

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

姓名张三学号09104010**

数据记录：

表1米尺测量的面积数据

米尺量程：50cm分度值：1mm仪器误差：

物理量

长度

)(cma

宽度)(cmb

测量值

表2游标卡尺测量圆环的体积数据记录表

分度值：仪器误差：零点读数：x

0：0mm

123456

)(mmD

)(mmd

)(mmh

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：d

0：+0.012mm

1234

5

6

)(mmd

表4复称法测圆柱体质量

最大称衡质量:1000g

次数

)(

1

gm)(

2

gm

１

教师签名：

合作者：无

对多人一组的，应注明合作者

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！