南昌大学物理实验报告-基本测量 - 图文

大学物理实验报告

课程名称：大学物理实验

实验名称：基本测量

学院名称：机电工程学院

专业班级：

学生姓名：

学号：

实验地点：基础实验大楼D508

座位号：32

实验时间：第三周周二下午一点开始

实验一 长度和圆柱体体积的测量

一、实验目的：

1． 掌握游标的原理，学会正确使用游标卡尺

2． 了解螺旋测微器的结构和原理，学会正确使用螺旋测微器 3． 掌握不确定度和有效数字的概念，正确表达测量结果

二、实验仪器：

游标卡尺、螺旋测微器

三、实验原理：

当待测物体是一直径为d,、高度为h的圆柱体时，物体的体积为V=πd2h／4,只要用游标卡尺测出高度h,用螺旋测微器测出直径d,代入公式就可以算出该圆柱体的体积。一般说来，待测圆柱体各个断面大小和形状都不尽相同。从不同方位测量它的直径，数值会稍有差异；圆柱体的高度各处也不完全一样。为此，要精确测定圆柱体的体积，必须在它的不同位置测量直径和高度，求出直径和高度的算术平均值。

四、实验内容和步骤：

1.用游标卡尺测量圆柱的高度h

(1)利用表达式a/n(其中a为主尺刻线间距，n为游标分度数)确定所用的游标卡尺的最小分度值

（2）检查当外卡钳口合拢时，游标零线是否和主尺零线对齐，如不对齐，则读出这个初读数（即零点偏差）

（3）用游标卡尺在圆柱体不同部位测量高度五次，将测得的结果填

入自拟表中

2.用螺旋测微器测圆柱直径d

(1)弄清所用螺旋测微器的量程、精度和最大允差，并读出零点偏差 （2）在圆柱体的不同部位测直径五次，分别填入自拟表中

五、实验数据与处理：

实验二 密度的测量

一、 实验目的：

1. 掌握物理天平的正确使用方法

2. 用流体静力称衡法和比重瓶法测定形状不规则的固体和液体的密度

3. 进一步练习间接测量量的不确定度传递运算，正确表达测量结果

二、 实验仪器：

物理天平、烧杯、比重瓶、温度计、待测物等

三、 实验原理：

若一物体的质量为m，体积为V，则它的密度为ρ=m/V，由公式可知，密度是间接测量。实验中，可用天平测出物体的质量。对于形状规则的固体，可通过测出它的外形尺寸直接算出体积，而对于液体或形状不规则的固体，其外形不定或难以简化为若干易测尺寸的函数，难算出其体积。这个问题，可选用流体静力称衡法，把密度的测量转化为质量测量问题；对于液体和某些固体的密度，还可采用比重瓶法测定。 1. 流体静力称衡法

根据阿基米德原理，物体在液体中所受的浮力等于它所排开液体的质量。若不计空气浮力，设物体在空气中的重量为m1g，全部浸入液体中的视重为m2g，则物体在液体中受的浮力为（m1-m2）g=ρtVg,根据阿基米德原理可知，V=(m1-m2)/ ρt,式中，ρt为液体在室温时的密度。由上式得被测物体的密度为ρ=m1/V=m1ρt/(m1-m2) ①.实验中，液体通常用水，不同温度下水的密度见附录，式①只适用于被测物体的密度ρ＞ρt, 若ρ＜ρt，则要在被测物下栓一个重物进行测量，且测量步骤也要作些变动。

如果将上述物体再浸入密度为ρ′的待测液体中，并称出此时物体的重量为m3g，则物体所受浮力为(m1-m3)g，且(m1-m3)g=ρ′Vg②，由式①与式②联立，就可解出待测液体的密度为ρ′=(m1-m3) ρt/(m1-m2) 2. 比重瓶法

（1） 测液体的密度

先称出比重瓶的质量m0，将纯水注满比重瓶，称得纯水与比重瓶的总质量为m1，在比重瓶内换上待测液体，称得总质量为m2。这样，同体积纯水的质量和待测液体的质量分别为m1-m0和m2-m0。设待测液体的密度为ρ′，纯水的密度为ρ0，由于体积相同，故待测液体的密度为ρ′=(m2-m0) ρ0/(m1-m0) （2） 测小块固体的密度

如果要用比重瓶测出小块不溶于水的固体的密度ρ，可依次用天平称出小块固体的质量m3，注满水后比重瓶与水的总质量m1及投入小块固体后的总质量m4。显然，被小固体排出比重瓶的水的质量为m1+m3-m4，排出水的体积就是小块固体的体积。所以，小块固体密度为ρ=m3ρ0/(m1+m3-m4) ③

四、 实验内容和步骤：

1. 用流体静力称衡法测固体的密度

(1)将待测物体用细线悬挂在天平左方的小钩上，称出其质量m1 (2)将盛有大半杯纯水的被子放在天平左边的托盘上，然后将细线悬挂的待测物体全部浸没在水中（切勿与杯底或杯壁相碰），称出物体在水中的质量m2

(3)从附表中查出室温为t时纯水的密度ρ0，按式②算出物体的密度 2.用比重瓶法测量小块固体的密度

（1）将比重瓶注满纯水，塞上塞子，擦去溢出的水（瓶内不能有残留的水泡），这时水面恰好达到毛细管顶部，用天平称出比重瓶和纯

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