长度与固体密度测量

【实验目的与要求】

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1. 用游标卡尺测量空心圆柱体的体积。

2. 用螺旋测微器测量铁丝直径。

3、记录游标卡尺和螺旋测微器的 0 点误差

【实验仪器】 螺旋测微器、游标卡尺

【实验原理】（用自己语言简略叙述即可，应包括受力分析图、电路图、理式）

1.    游标卡尺构造及读数原理

游标卡尺主要由两部分构成，如(图 1)所示：在一毫米为单位的主尺上附加一个能够滑动的有刻度的小尺（副尺），叫 游标，利用它可以把主尺估读的那位数值较为准确地读出来。

游标卡尺在构造上的主要特点是：游标上 N 个分度格的总长度与主尺上（N-1）个分度格的长度相同，若主尺上 最小分度为 a，游标上最小分度值为 b，则有

常用的游标是五十分游标(N=50。另有 10 分度的、 20 分度的、 50 分度游标卡尺)，即主尺上 49 mm 与游标上 50

格相当，见图 2。五十分游标的精度值 δ=0.02mm．游标上刻有 0、l、2、3、…、9，以便于读数。毫米以上的读数要

从游标“0”刻度线在主尺上的位置读出，毫米以下的数由游标（副尺）读出。即：先从游标卡尺“0”刻度线在主尺的位置 读出毫米的整数位，再从游标上读出毫米的小数位。

游标卡尺测量长度 l 的普遍表达式为

α=1mm。图 3 所示的情况，即 l=21.58mm。

在用游标卡尺测量之前，应先把量爪 A、B 合拢，检查游标的“0”刻度线是否与主尺的“0”刻度线重合。如不重合， 应记下零点读数，加以修正，即待测量 l=l1-l0。其中，l1 为未作零点修正前的读数值，l0 为零点读数。l0 可以正，也可 以负。使用游标卡尺时，可一手拿物体，另一手持尺，如图 4 所示。要特别注意保护量爪不被磨损。使用时轻轻把物 体卡住即可读数。

游标卡尺使用注意事项

（1）使用前，首先要弄清其规格

（2）根据被测对象情况，决定使用外测量爪、内测量爪、尾尺。

（3）校正零点读数。若量爪 A、Ｂ接触时，游标 0 线与主线不重合，应找出修正量，然后再使用。

（4）注意保护量爪，预防卡口磨损。为此测量时不应将待测物卡得太紧。

（5）用毕将其固定螺丝松开，然后将游标卡尺放入包装盒。

2. 螺旋测微器(千分尺)

常见的螺旋测微器如下图所示。它的量程是 25mm，分度值是 0.01mm。 螺旋测微器结构的主要部分是一个微螺旋杆。螺距是 0.5  mm。因此，当螺旋杆旋一周时，它沿轴线方向只前进

0.5mm。

1.尺架 2.测砧 3.测微螺杆 4.锁紧装置

5.固定套筒 6.微分筒 7.棘轮 8.螺母套管 9.被测物

螺旋柄圆周上，等分为 50 格，螺旋杆沿轴线方向前进 0.01 mm 时螺旋柄圆周上的刻度转过一个分格，这就是所 谓机械放大原理。

测量物体长度时，应轻轻转动螺旋柄后端的棘轮旋柄，推动螺旋杆，把待测物体刚好夹住时读数，可以从固定标 尺上读出整格数（每格 0.5mm）。

螺旋测微计的读数方法：

（1）测量前后应进行零点校正，即以后要从测量读数中减去零点读数。零点读数时顺刻度序列记为正值，反之为 负值。

（2）读数时由主尺读整刻度值，0.5mm 以下由微分套筒读出，并估读到 0.001mm 量级。

（3）要特别注意主尺上半毫米刻线，如果它露出到套筒边缘，主尺上就要读出 0.5mm 的数。 螺旋测微器使用注意事项：

（1）使用前，首先要弄清其规格，选用合适的量程。

（2）校正零点读数。

（3）先用粗测旋钮使测头小砧接近被测物，后用微调旋钮使测头小砧接触被测物。听到“喀”、“喀”止动声后 停止旋转。否则易损伤测微螺杆。

（4）读数时要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出。

（5）测量完毕应使测微螺杆与测砧之间留有空隙，以防因热膨胀损坏螺纹。

【实验内容与步骤】（简略的总结实验操作步骤）

1、 用游标卡尺测量空心圆柱的内径、外径、高

2、 计算空心圆柱的体积

3、 用螺旋测微器测量铁丝直径并计算不确定度

4、

【数据记录】

游标卡尺仪实验参数：B类不确定度0.02mm。 螺旋测微器实验参数：B类不确定度0.004mm。 读数显微镜实验参数：B类不确定度0.004mm。

1、测量圆柱体的体积并计算密度。

空心圆柱体质量：    31.40    g。写在空心圆柱体表面，双击可以看到。

（1）游标卡尺零点读数（mm）=    0.20    。

（3）空心圆柱体的高、内径、外径的平均值

根据前面的计算结果及公式计算密度及其不确定度，要有代入过程。

2、用螺旋测微器测量铁丝直径，

（1）螺旋测微器零点读数（mm）：    0.020    ；

（2）铁丝的直径（仿真系统截图粘贴至此处）。

（3）铁丝直径的平均值（mm）：  4.198    。 没有其他数据处理。