螺旋测微计零点读数：0.0000cm

游标卡尺零点读数：0.000cm

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第二篇：《大学物理实验》2-01 密度的测量

第二部分 基础实验

实验一 基本测量

长度是一个基本物理量。长度测量不仅在生产和科学实验中被广泛的使用，而且许多其他物理量也常常化为长度量进行测量，除数字显示仪器外，几乎所有测量仪器最终将转换为长度进行读数。例如，水银温度计是用水银柱面的位置来读取温度的；电压表或电流表是利用指针在表面刻度盘上移过的弧长来读数的。因此，长度测量是一切测量的基础。

密度是物体的基本属性之一，各种物质具有确定的密度值，它与物质的纯度有关。工业上经常通过物质的密度来进行原料成分的分析、液体密度的测量和材料纯度的鉴定。因此学习测量物体密度的方法是十分必要的。

一、实验目的

1.熟练掌握游标卡尺、千分尺、电子天平的使用方法；

2.掌握固体密度的测量方法；

3.进一步理解有效数字概念并能正确表示测量结果。

二、实验原理

若一个物体的质量为m，体积为V，则其密度为 mρ= （1） V

可见，通过测定m和V可求出ρ，m可用天平称量，而物体体积则可根据实际情况，采用不同的测量方法。

这里介绍规则形状固体密度的测量。

对于形状规则的固体可以选择适当的长度测量工具（米尺，游标

卡尺、千分尺等）直接测出物体的外形尺寸，然后再计算出体积，用

天平称出其质量，即可以计算出密度。如图1所示，待测物为圆筒时，

只要测出内径d1、外径d2和高度h，则其体积为

12V=π(d2?d12)h （2） 4

如果测出其质量为m，则其密度为 图1

4m （3） ρ=22π(d2?d1)h

当内径收缩为0时，（3）式表示为

4mρ=2 （4） πdh

（4）式即为均质圆柱体的密度表达式。一般来说，待测圆筒或圆柱体各个断截面的大小和形状都不尽相同，应从不同部位测量相关数据。

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三、仪器与用具

电子天平，游标卡尺，千分尺，待测物体（圆筒、圆柱）。

四、实验内容和步骤

1.用电子天平分别测出圆筒和圆柱体的质量。

2.用游标卡尺测量圆筒的内径d1、外径d2和高度h，各换不同的地方测量五次，求出平均值（注意在使用游标卡尺测量圆筒的内径时，尽量要求游标卡尺的上刀口沿着直径方向）。

3.用游标卡尺测量圆柱体的直径d，用千分尺测量圆柱体的高度h，各换不同部位测量五次，求出平均值。

五、数据记录和处理

1.圆筒密度测量

游标卡尺分度值 ，游标卡尺的零点误差 毫米。 表一（单位为毫米） 高度h 误差Δh 内径d1 误差Δd1外径d2 误差Δd2 1 2 3 4 5 平均

参考第一章节相关内容计算误差和平均绝对误差。 用绝对误差形式表示测量结果 d2=d2±Δd2=(d1=d1±Δd1=(h=h±Δh=(

±

±±

)毫米 )毫米 )毫米

圆筒体积V=

221

π(d2?d1)h= 4

圆筒体积误差ΔV=

?V?V?V

Δd2+Δd2+Δh ?d2?d1?h

221

=π?2hd2Δd2+2hd1Δd1+(d2?d1)Δh

???4?

V=V±ΔV=

圆筒质量 ,圆筒体积 ；圆筒密度 。 2.圆柱体密度测量。

游标卡尺分度值 ，游标卡尺的零点误差 毫米， 千分尺分度值 ，千分尺的零点误差 毫米。

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表二（单位为毫米） 直径d 1 2 3 4 5 平 均 用绝对误差形式表示测量结果

误差Δd

高度h 误差Δh

d=(±

)毫米

h=(±

)毫米

体积绝对误差表示参考1。

圆柱体质量 ,圆柱体体积 ；圆柱体密度 。

六、注意事项

1.使用游标卡尺时，不许被测物体量爪内移动，量爪所夹被测物体的压力要小；使用完毕，应立即收回盒内，两刀口稍许松离。

2.使用千分尺时，不要直接拧紧螺尺，而应旋转测力装置，以免压力过大，损坏螺纹；用完后应使测砧间留有空隙，以免因热膨胀而损坏螺纹，并立即放回盒内。

七、思考与练习

1.如何正确使用千分尺？怎样处理其零点误差？ 2.分析造成本实验误差的主要原因有哪些？

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