实验一力学基本测量

2022-04-13 05:10:15   第一文档网     [ 字体: ] [ 阅读: ] [ 文档下载 ]
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实验一、力学基本测量

预习要求:

1、撰写预习报告,写明实验目的、简要叙述实验原理及方案。见教材19-24页。

2、了解钢板尺、游标卡尺、螺旋测微器的基本结构、测量原理(游标卡尺的差视法、螺旋测微器的机械放大方法)、读数方法(50分度游标卡尺主尺及游标,螺旋测微器固定套筒及微分筒)物理天平构造、测量原理、调节方法。

实验内容:

1)选取不同起始位置,用米尺测量长方体的长L5次,求长度。仪器参数:钢板尺(最小分度1mm

量程0~150mm.

2)用游标卡尺测量圆环的内径D、外径D、高h,各5次,求体积及误差。仪器参数:游标卡尺型号

Ⅰ型(最小分度0.02mm,量程0~150.00mm.)

3)用千分尺测量钢球的直径D5次,求体积。仪器参数:千分尺(最小分度0.01mm,量程0~250.00mm 4单次称衡金属块在空气中和水中的质量mm1,求金属密度及测量误差。仪器参数:物理天平(量

500g,最小分度值0.05g

注意事项:

1、用米尺测量时,要将有刻度的一面与被测物体平面贴紧、对齐、正视读数,要尽量避免视差。

2、游标卡尺在使用前,要看主、副尺的零线是否对齐,如果有零差要注意正负。不能用游标卡尺测量粗糙物体,不能将刀口卡住物体来回移动。

3、记下千分尺的初读数并注意修正。当测微螺杆即将接触到被测物时,应旋转棘轮,听到咔咔声停止旋转,进行读数。测完后将螺杆退回几转留出空隙,以免热胀使杆变形。

4物理天平使用前必须调零、调平衡;称衡中使用起动旋钮要轻升轻放;调节平衡螺母、加减砝码、更换被测物、移动游码时,必须横梁放下进行;严禁用手拿砝码或移动游砝。实验完成后,将托盘架从副刀口上取下。

数据记录及处理:(例)

圆环: 游标卡尺仪器精度:0.02mm 单位:mm

次数i 1 2 3 4 5 平均值 偏差δi=XiX

外径Di 40.02 40.04 39.98 40.02 40.06 40.024

δ

Di

内径Di 25.52 25.54 25.50 25.50 25.48 25.508

δ

Di

Hi 35.48 35.56 35.52 35.54 35.58 35.536



δHi -0.056 0.024 -0.016 0.004 0.044

-0.004 0.016 -0.044 -0.004 0.036

0.012 0.032 -0.008 -0.008 -0.028

151

DDi(40.0240.0439.9840.0240.06)40.024mm

n15

151

DDi(25.5225.5425.5025.5025.48)25.508mm

n15

1


151

HHi(35.4835.5635.5235.5435.58)35.536mm

n15

外径平均值随机误差的极限值为:

D3D3



D

1

n

i

D



2

nn1

3

(0.0042(0.016)2(0.044)2(0.004)2(0.036)2

0.03mm

54

内径平均值随机误差的极限值为:

D3D3





1

n

DiDnn1



2

0.0122(0.032)20.008)2(0.008)2(0.028)2

30.03mm

54

高平均值随机误差的极限值为:

H3H3



1

n

HiH



2

nn1

(0.056)20.0242(0.016)20.00420.0442

30.06mm

54

判断无粗大误差

游标卡尺仪器误差限:ΔS=±0.02mm 外径的综合误差限为:D内径的综合误差限为:D高的综合误差限为:H

222

20.030.020.04mm只取一位有效数字) sD

22220.030.020.04mm sD

22s0.0620.0220.06mm H

DD40.020.04mm(末位对齐)P99.7%



测定外径的结果: D0.04

100%100%0.1%E

40.02DDD25.510.04mm P99.7%



测定内径的结果: D0.04

100%100%0.1%E

25.51DHH35.540.06mm P99.7%



测定高的结果: H0.06

100%100%0.2%EH

35.54H

圆环的体积为:

V



4

(DD)H

22



4

(40.02225.512)35.542.6550104mm3

体积的误差传递公式:

V(

其中,

VVV22

D(H)2D

DHD

2


V

2DH240.0235.542234.1mm2

4D4

V2

2DH225.5135.541423.9mm

4D4

22V2

(DD)(40.02225.512)747.12mm 44H

V

(2234.10.04)2(1423.90.04)2(747.120.06)2119.670.01104mm3

VV(2.660.01)104mm3   P



测定圆环体积的结果:V0.01

E100%100%0.4%

V2.66



99.7%





钢球体积(略)

铝块: 仪器误差限:0.05g 单位:g 铝块在空气中的质量m 铝块浸没水中的质量m1

根据流体静力称衡法测定铝块密度的计算公式,得

8.13 5.11

8.13m

1.002.692g/cm2 w

8.135.11mm1

1112

)2m2()2m1mmm1mm1

体积的相对误差为:





((



111

)20.052()20.052 8.138.135.118.135.11

1%

体积的绝对误差为:







2.6921%0.03g/cm3

2.690.03g/cm3   P99.7%



测定铝块密度的结果: 0.03

E100%100%1%

2.69

数据结果分析总结:



3


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