学 生 实 验 报 告
学 院：软件与通信工程学院
课程名称：大学物理实验
专业班级：通信工程111班
姓 名：陈益迪
学 号：0113489
学生实验报告
学生姓名
陈益迪
学号
0113489
实验项目
长度和密度的测量
√必修 □选修
□演示性实验 □验证性实验 √操作性实验 □综合性实验
实验地点
紫电楼二楼物理实验室
实验仪器台号
指导教师
罗建国
实验日期及节次
周五8,9,10节
一、实验综述
1、实验目的及要求
1．了解游标卡尺、螺旋测微器的构造，掌握它们的原理，正确读数和使用方法。
2．学会直接测量、间接测量的不确定度的计算与数据处理。
3．学会物理天平的使用。
4．掌握测定固体密度的方法。
2 、实验仪器、设备或软件
1 50分度游标卡尺 准确度=0.02mm 最大误差限 △仪=±0.02mm
2 螺旋测微器 准确度=0.01mm 最大误差△仪=±0.005mm
修正值=0.018mm
3 物理天平 TW-0.5 t天平感度0.02g 最大称量 500g △仪=±0.02g
估读到 0.01g
二、实验过程（实验步骤、记录、数据、分析）
1、实验内容与步骤
1、用游标卡尺测量圆环体的内外径直径和高各6次；
2、用螺旋测微器测钢线的直径7次；
3、用液体静力称衡法测石蜡的密度；
2、实验数据记录表
（1）测圆环体体积
仪器名称：50分度游标卡尺 准确度= 最大误差限Δ仪=±0.02 mm
外径D/mm
内径d/mm
高h/mm
1
21.92
16.08
7.24
2
22.00
16.10
7.26
3
22.00
16.08
7.26
4
21.92
16.10
7.28
5
21.96
16.10
7.26
6
22.00
16.08
7.30
平均值
21.97
16.09
7.27
（2）测钢丝直径
仪器名称：螺旋测微器(千分尺) 准确度= 估读到
误差限Δ仪=±0.005 mm 千分尺初读数(0点修正值)= mm
次数i
千分尺读数(mm)
测定值di (mm)
(mm)
1
2.151
2.169
0
2
2.153
2.171
0.002
3
2.147
2.165
-0.004
4
2.150
2.168
-0.001
5
2.151
2.169
0
6
2.150
2.168
-0.001
7
2.153
2.171
0.002
测定平均值
2.169
（3）测石蜡的密度
仪器名称：物理天平TW—0.5 天平感量： 0.02 g 最大称量
Δ仪=±0.02 g 估读到0.01g 单位：
石蜡在空气的质量M1
石蜡在空气中在、环在水中的质量M2
石蜡和环均在水中的质量M3
2.44g
11.04g
8.50g
3、数据处理、分析
（1）、计算圆环体的体积
eq \o\ac(○,1)直接量外径D的A类不确定度SD ,SD=
SD=0.0161mm=0.02mm
eq \o\ac(○,2)直接量外径D的B类不确定度ud. ud,=
Ud=0.0155mm=0.02mm
eq \o\ac(○,3)直接量外径D的合成不确定度σσD=SD2+
σD=0.0223mm=0.2mm
eq \o\ac(○,4)直接量外径D科学测量结果
D=(21.19±0.02)mm
eq \o\ac(○,5)直接量内径d的A类不确定度Sd。Sd=
Sd=0.0045mm=0.005mm
eq \o\ac(○,6)直接量内径d的B类不确定度ud ud=
ud=0.0155mm=0.02mm
eq \o\ac(○,7)直接量内径d的合成不确定度σi σd=Sd2+
σd=0.0160mm=0.02mm
eq \o\ac(○,8)直接量内径d的科学测量结果
d=(16.09±0.02)mm
eq \o\ac(○,9)直接量高h的A类不确定度Sh Sh=
Sh=0.0086mm=0.009mm
eq \o\ac(○,10)直接量高h的B类不确定度uh d
uh=0.0155mm=0.02mm
eq \o\ac(○,11)直接量高h的合成不确定度σh σh=Sh2+
σh=0.0177mm=0.02mm
eq \o\ac(○,12)直接量高h的科学测量结果
h=(7.27±0.02)mm
eq \o\ac(○,13)间接量体积V的平均值：V=πh(D2-d2)/4
V =1277.8mm3
eq \o\ac(○,14) 间接量体积V的全微分：ｄＶ＝dｈ＋dD－ dd
再用“方和根”的形式推导间接量V的不确定度传递公式(参考公式1-2-16)
计算间接量体积V的不确定度σV
σV=0.7mm3
eq \o\ac(○,15)写出圆环体体积V的科学测量结果
V=(1277.8±0.7) mm3
2、计算钢丝直径
(1)7次测量钢丝直径d的A类不确定度Sd ，Sd=Sd
Sd =0.0079mm=0.008mm
(2)钢丝直径d的B类不确定度ud ，ud=ud
ud=0.0029mm=0.003mm
(3)钢丝直径d的合成不确定度σ。σd=dS
σd=0.0084mm=0.008mm
(4)写出钢丝直径d的科学测量结果
d=(2.169±0.008)mm
3、计算石蜡的密度
(1)以天平的感量为Δ仪，计算直接测量M1、M2、M3的B类不确定度uM
uM=0.0115g=0.01g
(2)写出直接测量M1、M2、M3的科学测量结果
M1=(2.44±0.01)g M2=(11.04±0.01)g M3=(8.50±0.01)g
(3)ρt以22.50C为标准查表取值，计算石蜡密度平均值：
ρ=0.9584(kg/m3)=0.958(kg/m3)
(4)间接量石蜡密度ρ的全微分：
ｄρ＝dm1－dm2＋dm3
再用“方和根”的形式推导密度的不确定度传递公式 (参考公式1-2-16)
计算间接量密度ρ的不确定度σρ
ｄρ=0.0076 kg/m3 =0.008 kg
(5)写出石蜡密度ρ的科学测量结果
ρ=(0.958±0.008) kg/m3
三、结论
1、实验结果
实验结果即上面给出的数据。
2、分析讨论
（1）心得体会：
eq \o\ac(○,1)、天平的正确使用：测量前应先将天平调水平，再调平衡，放取被称量物和加减砝码时一定要先将天平降下后再操作，天平的游码作最小刻度的1/2估读。
eq \o\ac(○,2)、螺旋测微器正确使用：记下初始读数，旋动时只旋棘轮旋柄，当听到两声“咯咯”响时便停止旋动，千分尺作最小刻度的1/10估读。
（2）思考：
eq \o\ac(○,1)、试述螺旋测微器的零点修正值如何确定？测定值如何表示？
答：把螺旋测微器调到0点位置，读出此时的数值，测定值是读数+零点修正值
eq \o\ac(○,2)、游标卡尺读数需要估读吗？
答：不需要。
eq \o\ac(○,3)、实验中所用的水是事先放置在容器里，还是从水龙头里当时放出来的好，为什么？
答：事先放在容器里面的，这样温度比较接近设定温度。
（3）建议
学校的仪器存放时间过长，精确度方面有损，建议购买一些新的。
四、指导教师评语及成绩：
评语：
成绩： 指导教师签名：
批阅日期：