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    【大学物理实验报告 长度和密度测量】长度测量实验步骤

    时间:2020-08-09 12:38:16 来源:天一资源网 本文已影响 天一资源网手机站

     学 生 实 验 报 告

     学 院:软件与通信工程学院

     课程名称:大学物理实验

     专业班级:通信工程111班

     姓 名:陈益迪

     学 号:0113489

     学生实验报告

     学生姓名

     陈益迪

     学号

     0113489

     实验项目

     长度和密度的测量

     √必修 □选修

     □演示性实验 □验证性实验 √操作性实验 □综合性实验

     实验地点

     紫电楼二楼物理实验室

     实验仪器台号

     

     指导教师

     罗建国

     实验日期及节次

     周五8,9,10节

     一、实验综述

     1、实验目的及要求

     1.了解游标卡尺、螺旋测微器的构造,掌握它们的原理,正确读数和使用方法。

     2.学会直接测量、间接测量的不确定度的计算与数据处理。

     3.学会物理天平的使用。

     4.掌握测定固体密度的方法。

     2 、实验仪器、设备或软件

     1 50分度游标卡尺 准确度=0.02mm 最大误差限 △仪=±0.02mm

     2 螺旋测微器 准确度=0.01mm 最大误差△仪=±0.005mm

      修正值=0.018mm

     3 物理天平 TW-0.5 t天平感度0.02g 最大称量 500g △仪=±0.02g

      估读到 0.01g

     二、实验过程(实验步骤、记录、数据、分析)

     1、实验内容与步骤

     1、用游标卡尺测量圆环体的内外径直径和高各6次;

     2、用螺旋测微器测钢线的直径7次;

     3、用液体静力称衡法测石蜡的密度;

     2、实验数据记录表

     (1)测圆环体体积

     仪器名称:50分度游标卡尺 准确度= 最大误差限Δ仪=±0.02 mm

     外径D/mm

     内径d/mm

     高h/mm

     1

     21.92

     16.08

     7.24

     2

     22.00

     16.10

     7.26

     3

     22.00

     16.08

     7.26

     4

     21.92

     16.10

     7.28

     5

     21.96

     16.10

     7.26

     6

     22.00

     16.08

     7.30

     平均值

     21.97

     16.09

     7.27

     (2)测钢丝直径

     仪器名称:螺旋测微器(千分尺) 准确度= 估读到

     误差限Δ仪=±0.005 mm 千分尺初读数(0点修正值)= mm

     次数i

     千分尺读数(mm)

     测定值di (mm)

      (mm)

     1

      2.151

     2.169

     0

     2

      2.153

     2.171

     0.002

     3

      2.147

     2.165

     -0.004

     4

      2.150

     2.168

     -0.001

     5

      2.151

     2.169

     0

     6

      2.150

     2.168

     -0.001

     7

      2.153

     2.171

     0.002

     测定平均值

     2.169

     (3)测石蜡的密度

     仪器名称:物理天平TW—0.5 天平感量: 0.02 g 最大称量

     Δ仪=±0.02 g 估读到0.01g 单位:

     石蜡在空气的质量M1

     石蜡在空气中在、环在水中的质量M2

     石蜡和环均在水中的质量M3

     2.44g

     11.04g

     8.50g

     3、数据处理、分析

     (1)、计算圆环体的体积

      eq \o\ac(○,1)直接量外径D的A类不确定度SD ,SD=

     SD=0.0161mm=0.02mm

      eq \o\ac(○,2)直接量外径D的B类不确定度ud. ud,=

     Ud=0.0155mm=0.02mm

      eq \o\ac(○,3)直接量外径D的合成不确定度σσD=SD2+

     σD=0.0223mm=0.2mm

      eq \o\ac(○,4)直接量外径D科学测量结果

     D=(21.19±0.02)mm

      eq \o\ac(○,5)直接量内径d的A类不确定度Sd。Sd=

      Sd=0.0045mm=0.005mm

      eq \o\ac(○,6)直接量内径d的B类不确定度ud ud=

     ud=0.0155mm=0.02mm

      eq \o\ac(○,7)直接量内径d的合成不确定度σi σd=Sd2+

     σd=0.0160mm=0.02mm

      eq \o\ac(○,8)直接量内径d的科学测量结果

     d=(16.09±0.02)mm

      eq \o\ac(○,9)直接量高h的A类不确定度Sh Sh=

     Sh=0.0086mm=0.009mm

      eq \o\ac(○,10)直接量高h的B类不确定度uh d

     uh=0.0155mm=0.02mm

      eq \o\ac(○,11)直接量高h的合成不确定度σh σh=Sh2+

     σh=0.0177mm=0.02mm

      eq \o\ac(○,12)直接量高h的科学测量结果

     h=(7.27±0.02)mm

      eq \o\ac(○,13)间接量体积V的平均值:V=πh(D2-d2)/4

     V =1277.8mm3

      eq \o\ac(○,14) 间接量体积V的全微分:dV=dh+dD- dd

     再用“方和根”的形式推导间接量V的不确定度传递公式(参考公式1-2-16)

      计算间接量体积V的不确定度σV

     σV=0.7mm3

      eq \o\ac(○,15)写出圆环体体积V的科学测量结果

     V=(1277.8±0.7) mm3

     2、计算钢丝直径

     (1)7次测量钢丝直径d的A类不确定度Sd ,Sd=Sd

     Sd =0.0079mm=0.008mm

     (2)钢丝直径d的B类不确定度ud ,ud=ud

     ud=0.0029mm=0.003mm

     (3)钢丝直径d的合成不确定度σ。σd=dS

     σd=0.0084mm=0.008mm

     (4)写出钢丝直径d的科学测量结果

     d=(2.169±0.008)mm

     3、计算石蜡的密度

     (1)以天平的感量为Δ仪,计算直接测量M1、M2、M3的B类不确定度uM

     uM=0.0115g=0.01g

     (2)写出直接测量M1、M2、M3的科学测量结果

     M1=(2.44±0.01)g M2=(11.04±0.01)g M3=(8.50±0.01)g

     (3)ρt以22.50C为标准查表取值,计算石蜡密度平均值:

     ρ=0.9584(kg/m3)=0.958(kg/m3)

     (4)间接量石蜡密度ρ的全微分:

     dρ=dm1-dm2+dm3

     再用“方和根”的形式推导密度的不确定度传递公式 (参考公式1-2-16)

      计算间接量密度ρ的不确定度σρ

     dρ=0.0076 kg/m3 =0.008 kg

     (5)写出石蜡密度ρ的科学测量结果

     ρ=(0.958±0.008) kg/m3

     三、结论

     1、实验结果

     实验结果即上面给出的数据。

     2、分析讨论

     (1)心得体会:

      eq \o\ac(○,1)、天平的正确使用:测量前应先将天平调水平,再调平衡,放取被称量物和加减砝码时一定要先将天平降下后再操作,天平的游码作最小刻度的1/2估读。

      eq \o\ac(○,2)、螺旋测微器正确使用:记下初始读数,旋动时只旋棘轮旋柄,当听到两声“咯咯”响时便停止旋动,千分尺作最小刻度的1/10估读。

     (2)思考:

      eq \o\ac(○,1)、试述螺旋测微器的零点修正值如何确定?测定值如何表示?

     答:把螺旋测微器调到0点位置,读出此时的数值,测定值是读数+零点修正值

      eq \o\ac(○,2)、游标卡尺读数需要估读吗?

     答:不需要。

      eq \o\ac(○,3)、实验中所用的水是事先放置在容器里,还是从水龙头里当时放出来的好,为什么?

     答:事先放在容器里面的,这样温度比较接近设定温度。

     (3)建议

     学校的仪器存放时间过长,精确度方面有损,建议购买一些新的。

     四、指导教师评语及成绩:

     评语:

     成绩: 指导教师签名:

      批阅日期:

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