单摆与长度测量实验报告.doc

1、单摆与长度测量实验报告广东第二师范学院实验报告指导老师 : 傅晓东 2013/10/11生物系 12 科学教育曾娜 12550803026实验一长度测量一、实验目的 : 学习螺旋测微计、游标卡尺的的结构、工作原理和真确的使用方法，为后续实验的顺利进行做好充分准备。通过本实验还要初步掌握实验数据记录、有效数字运算和误差计算规则以及测量结果的表示方法。二、实验仪器 : 米尺、游标卡尺 ( 规格 :0-125mm)、螺旋测微计 ( 规格 :0.02mm 0-150mm) 三、实验原理 :1) 米尺 : 米尺的分度值为 1mm,，用它测量物体的长度时，只能准确读到毫米这一位，毫米以下的后一位，则凭眼睛

2、估读，。以此，最后一位含有偶然误差。作为米尺的仪器误差。可取分度值的一半。2) 游标卡尺 :a) 结构 : 游标卡尺主要由主尺及套在主尺上并能沿主尺滑动的副尺( 又称游标 )组成。分度值为毫米的主尺实上是普通的钢制米尺，其上有两个垂直于主尺的固定量爪，副尺上除了有个垂直于主尺的活动量爪，还有尾尺、紧固螺钉及推把，松开紧固螺钉，副尺可沿主尺滑动。上方的量爪也可以用来测量物体的长度和外径 ; 下方的量爪 ( 也称内卡 ) 用来测量内径，尾尺用来测量槽、孔深度。当量爪紧密合拢时，量爪的直边处在同一条直边上，而且尾尺的尾端与主尺尾端、副尺上的零线也刚好分别对齐。b) 工作原理 : 游标卡尺是利用主、副

3、尺分度的微小差异来提高测量的准确度。c) 注意事项 :, 了解游标卡尺的规格及主、副尺刻度上所标数字的单位。, 检查主、副尺上的零刻度上是否对准。, 使用游标卡尺时 , 可以左手拿物体，右手拿尺。, 若要测量管状物体的内径，则用上方爪量插入管内，然后分开两爪，知道他们紧靠管的内壁时，便可记录下读数。, 若要测量槽或孔的深度时，则将尾尺插入孔或槽的底部，而孔或槽的端面必须紧贴着主尺尾部。, 被夹在量爪内的物体不要用力移动，以免损坏量爪。3) 螺旋测微计结构及工作原理 :a) 结构 : 螺旋测微器构造如图所示，螺旋测微器的小砧的固定刻度固定在框架上、旋钮、微调旋钮和可动刻度、测微螺杆连载一起，通过

4、精密螺纹套在固定刻度上。b) 工作原理 : 螺旋测微器是利用螺旋放大的原理制成的，即螺杆在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离。因此，沿轴线方向移动的微小距离，就能用圆周上的读数表示出来。螺旋测微器的精密螺纹的螺距是0.5mm，可动刻度有 50 个等分刻度，可动刻度旋转一周，测微螺杆可前进或后退0.5mm，因此旋转每个小分度，相当于测微螺杆前进或后退这0.5/50=0.01mm。可见，可动刻度每一小分度表示0.01mm，所以以螺旋测微器可准确到0.01mm。由于还能再估读一位，可读到毫米的千分位，由此又名千分尺。c) 注意事项 :, 检查零点读数, 将待测物置于旋杆和

5、岾台的端面之间，轻轻转动棘轮，当听到“咯咯”声时，可进行读数, 使用螺旋测微计时，不要用手转动活动套筒，用毕时应使微旋螺杆与岾台的端面相距1mm左右四、内容与步骤 :1) 用米尺测量一根木条的长度一次，写出读数误差和测量结果; 再用米尺的不同部位重复测量木条的长度6 次，计算平均值和平均绝对误差，写出测量结果以上两种测量结果后可得出什么结论。2) 记下游标卡尺零点读数，并用它测量铜管的外径D、内径 d 和高度; 比较H。要求在铜管的不同部位重复测量6 次，用表格记录数据。计算铜管体积V 及其平均绝对偏差V，写出测量结果。3) 记下螺旋测微计的零点读书，并用它来量小钢珠的直径，在不同部位重复测量

6、 6次，计算平均值和平均绝对偏差，写出测量结果。五、实验数据记录 :米尺测量表一 :读数误差测量结果序号 读数 (cm) 平均值 (cm) 平均绝对偏差 (cm)1. 3.852. 3.853. 3.86 3.86 0.0116 4. 3.885. 3.846. 3.87游标卡尺表二 :序号 外径 D ( 厘米 ) 内径 d( 厘米 )高度 ( 厘米 ) 体积 V(平方平均 V(平方厘米 厘米 ) 1. 1.652 1.418 8.688 4.899 2. 1.638 1.390 8.670 5.1113. 1.648 1.400 8.638 5.126 5.178 4. 1.630 1.37

7、4 8.740 5.2765. 1.638 1.374 8.648 5.3926. 1.640 1.386 8.726 5.265螺旋测微计表三 :序号 直径 (cm) 平均值 (cm)平均绝对偏差 1 5.938 2 5.8353 5.835 5.835 0.0425 4 5.8595 5.8166 5.726实验二单摆1、 实验原理一根不可伸长的细线，上端悬挂一个小球。当细线质量比小球的质量小很多，而且小球的直径又比细线的长度小很多时，此种装置称为单摆，如图所示。如果把小球稍微拉开一定距离，小球在重力作用下可在铅直平面内做往复运动，一个完整的往复运动所用的时间称为一个周期。当单摆的摆角很小

8、( 一般 5?)时，可以证明单摆的周期T 满足下面公式1) T=2) g=4式中 L 为单摆长度。单摆长度是指上端悬挂点到球心之间的距离;g 为重力加速度。如果测量得出周期T、单摆长度 L，利用上面式子可计算出当地的重力加速度g。从上面公式知 T 2 和 L 具有线性关系，即 T?= 。对不同的单摆长度 L 测量得出相对应的周期，可由 T 2,L 图线的斜率 K 求出 g 值。2、 实验仪器单摆、秒表、游标卡尺、米尺3、 实验步骤1) 调整仪器调节立柱，使它沿着铅直方向。调整底脚螺丝，并从正面观察单摆悬线的像，反射镜上的竖直刻线及单摆悬线的像，待三者重合后，再从左侧或右侧观察悬线和立柱确定它们基本平行。2) 利用给定摆长的单摆测定重力加速度1、 测量摆长 L: 取摆长大约 1m，测量悬线长度L 六次2、 粗测摆角 : 应确保摆角 5 ? 。3、 测量周期 T: 计时起点选在摆球经过平衡位置的时刻，用停表测出单摆摆动 50 次的时间 T50 ，共测量 6 次，取平均值。) 记录数据并计算重力加速度 g 34、 实验数据重力加速度 g 周期 s/ 次 次数 摆长 (m) 次数角度 o 时间 (s)( 次