文档介绍：物理实验预习报告
篇一：大学物理实验 预习报告
大学物理实验 预习报告
实验一密度测量
密度是物体的属性之一，实验测定固体密度需要进行长 度和质量的测量。长度和质量是基本物理量，其测量原理和 方法在其他测量仪器中也常常有体现，如游标和螺旋测微 （俗称千分尺）的原理等。测量长度的量具，常用较简单的 有米尺、游标卡尺和螺旋测微器。这三种量具测量的范围和 准确度各不相同，须视测量的对象和条件加以选用。当长度 在10?3cm以下时，需用更精密的长度测量仪器（如比长仪 等）或者采用其他的方法（如利用光的干涉和衍射等）来测 量。测量物体质量时，需使用天平。天平是物理实验中常用 的基本仪器。我们将通过对物体密度的测量来学习使用长度 和质量的测量仪器，掌握它们的构造特点、规格性能、读数 的原理和规则、使用方法及维护知识等，并注意在以后的实 验中恰当的选择使用。
【实验目的】
1、掌握游标卡尺、螺旋测微器及天平的测量
原理和使用方法。2、掌握直接测量量和间接测量量的
数据处理方法。
【实验仪器】
游标卡尺、螺旋测微器、分析天平、待测圆柱体。
【实验原理】
圆柱体密度计算公式如式（1）所示。
??
m4iii
? （1） V?D2H
式中，m为圆柱体质量；V为体积；H为高；D为直径。
只要直接测出D、H、m,即可间接确定？。式（1）适用于质 量均匀分布的圆柱体。但由于被测试件加工上的不均匀，必 然会给测量带来系统误差。由于加工的不均匀是随机的，所 以可以用处理随机误差的方法来减小这种具有随机性质的 系统误差，即在试件的不同位置多次测量取平均值的方法来 处理。
液体密度计算公式如式（2）所示。
m待测液体
?待测液体
?
m水
?水
??待测液体？
m待测液体??水
m水
（2）
液体密度的测量采用比重瓶法，即使用两个同体积的比 重瓶，一个比重瓶中装入水，另外一个比重瓶中装入待测液 体。分别利用天平称出两者以及未装入液体之前空比重瓶的 质量，代入式（2）中即可求出待测液体的密度，其中水的 密度为已知条件。
1•游标卡尺如图1所示，游标卡尺有两个主要部分，一 条主尺和一个套在主尺上并可以沿它滑动的副尺（游标）。 游标卡尺的主尺为毫米分度尺，当下量爪的两个测量刀口相 贴时，游标上的零刻度应和主尺上的零位对齐。
如果主尺的分度值为a ,游标的分度值为b ,设定游标 上n个分度值的总长与主尺上（n-1 ）分度值的总长相等, 则有
nb? （n?l）a （3）
图1游标卡尺示意图
主尺与副尺每个分度值的差值即游标尺的分度值，也就 是游标尺的精度（最小读数值）：
a?b?a?
（n?l）aa
? （4） nn
常用的三种游标尺有n?10,20,50,、
0. 05mm、0. 02mmo
游标尺的读数方法是：先读出游标零线以左的那条线上 毫米级以上的读数L0,即为整数值；然后再仔细找到游标尺 上与主尺刻线准确对齐的那一条刻线（该刻线的两边不对齐 成对称状态），数出这条刻线是副尺上的第k条，则待测物 的长度（即为小数值）为
L?L0?k?
图2是n?50分度游标卡尺的刻度及读数举例。图上读数:
L?L0?k?0. 02?15. 00?12?0. 05?15. 60mm
a
（5） n
图2游标卡尺读数示意图
螺旋测微器 如图3所示，螺旋测微器是在一根测微螺杆 上配一螺母套筒，。测微螺杆的后端 连接一个有50个分度的微分套筒，螺距为50mm。当微分套 筒转过一个分度时，测微螺杆就会在螺母套筒内沿轴线方向 。也就是说，螺旋测微器的精密度（分度值）是 0. Olmmo由此可见，螺旋测微器是利用螺旋（测微螺杆的外 螺纹和固定套筒的内螺纹精密配合）的旋转运动，将测微螺 杆的角位移转变为直线位移的原理实现长度测量的量具。
图3螺旋测微器示意图
在使用螺旋测微器时，应该检查零线的零位置，当螺杆 的一端与测砧相接触时，往往会有系统误差（读数不是零毫 米），所以必须先记下螺旋测微器的初读数zO,根据不同情 况zO有正负之分。测量时将物体放在测砧和螺杆端面之间， 转动测力装置，至听到“咯咯”的响声为止，两端面已与待 测物紧密接触。， 0. 01mm以上的部分从微分筒边缘刻度盘上对准基准线处读 出，。则待测物的实际长度为 L?z?zOo螺旋测微器读数例如图4所示。
L=5. 69广5. 695
图4螺旋测微器的读数示意图
螺旋测微器实际上是实验方法中机械放大法的一种应 用。假设微分套筒刻度部分的周长为50mm,刻了 50个刻度, 则分度值为1mm