长度测量实验
长度的测量
实验一长度测量【实验目的】1．掌握游标卡尺及螺旋测微计的测量原理，学会正确使用游标卡尺及螺旋测微计。
2．练习用有效数字记录数据和用有效数字运算规则进行运算。
【实验原理】长度是一个基本物理量，长度测量是一切测量的基础。
物理实验中常用的长度测量仪器有米尺、游标卡尺、螺旋测微计（千分尺）和读数显微镜（比长尺）等，通常用量程和分度值表示这些仪器的规格。
量程表示仪器的测量范围，分度值是仪器所标示的最小分划单位。
分度值的大小反映仪器的精密程度。
一般来说，分度值越小，仪器越精密。
游标卡尺1．结构：游标卡尺的结构如图（1-1）所示，它由主尺和游标两部分构成，游标套于主尺图（1-1）游标卡尺上并紧贴着主尺滑动，外量爪用于测量厚度和外径，内量爪用于测量内径，深度尺用于测量槽的深度，紧固螺钉用于固定量值读数。
游标上根据不同的规格刻有10，20及50个小格等几种，刻有10格的游标称十分游标尺，其它的依次称为二十分游标尺及五十分游标尺见图（1-2）、（1-3）、（1-4）。
使用游标卡尺能够使长度测量精确到0.1mm以下，这是游标卡尺的最大特点。
2．读数原理：现结合十分游标尺说明它的读数原理，见图（1-2）。
当量爪靠紧时，游标上“0”线与主尺上“0”线对齐，这时游标上最后一条刻度线“10”与主尺上9mm对齐，即游标上10个小格的长度＝9mm，见图（1-2）（a），则每小格的长度为9/10＝0.9mm，主尺上1小格与游标上1小格之差＝0.1mm，这个值称为“游标精密度”（即分度值），用Δx 表示，这时游标上第一、第二……第n条刻度线对应与主尺上第一、第二……第n条刻度线之间的距离分别为0.1mm、0.2mm……n×0.1mm，如果被测物体的长度恰好使游标上第一条刻度线与主尺上第一条刻度线对齐，则物体的长度为0.1mm ．如果游标上第二条刻度线与主尺上第二条刻度线对齐，则物体的长度为0.2mm ，一般地，如果游标上第n 条刻度线与主尺上第n 条刻度线对齐，则被测物的长度为n Δx = n ×0.1mm ，见图（1-2）（b ）、（c ）、（d ）。
长度测量实验报告
长度测量实验报告引言：长度是物体在空间维度上的一种特性，测量长度是科学研究和工程实践中常见的任务。
本实验旨在通过使用不同的测量工具以及不同的测量方法，来比较它们的精确度和可靠性。
通过这个实验，我们可以更好地理解长度测量的原理和方法，为科学研究和工程测量提供有价值的参考。
实验一：直尺测量方法首先，我们使用传统的直尺测量方法来测量一个长方形木板的边长。
我们将直尺靠紧木板的一边，并且确保直尺与木板垂直对齐，然后使用眼睛准确定位直尺与木板边缘的交点。
重复这个步骤三次，并记录每次测量结果。
实验二：卷尺测量方法接下来，我们使用卷尺来测量同样的木板边长。
我们将卷尺的一个端点对准木板的起始点，然后沿着木板移动卷尺直到另一端。
确保卷尺与木板垂直，并记录测量结果。
实验三：激光测距仪测量方法最后，我们使用激光测距仪来测量木板的边长。
激光测距仪是一种使用激光技术进行非常精确测量的仪器。
我们将激光测距仪对准木板的边缘，并观察激光测距仪显示的测距结果。
结果：我们对每种测量方法进行了三次重复测量，下面是每次测量结果的比较：直尺测量方法：测量一：10.2 cm测量二：10.1 cm测量三：10.3 cm卷尺测量方法：测量一：10.0 cm测量二：10.1 cm测量三：10.0 cm激光测距仪测量方法：测量一：10.05 cm测量二：10.02 cm测量三：9.98 cm讨论：通过上述实验结果，我们可以看到不同的测量方法产生了略微不同的测量结果。
这主要是因为每种测量方法都有其自身的误差。
对于直尺测量方法来说，主要的误差源是我们眼睛的准确度以及直尺与木板对齐的程度。
而卷尺测量方法的误差主要来自于卷尺的刻度准确度和操作者的测量技巧。
激光测距仪虽然具有极高的测量精度，但仍然存在一定的误差，可能是由于使用者没有完全对准测量目标或者激光测距仪本身的误差。
结论：通过本实验，我们可以得出以下结论：1. 不同的测量方法会产生略微不同的测量结果，这是由于每种方法都有自身的误差。
长度的测量实验报告
长度的测量实验报告一、实验目的1、学会使用刻度尺、游标卡尺和螺旋测微器等测量长度的工具。
2、掌握测量长度的基本方法和读数规则。
3、了解测量误差的来源和减小误差的方法。
二、实验原理1、刻度尺测量长度的原理是将被测长度与刻度尺上的刻度线进行比较，直接读出刻度值。
2、游标卡尺是利用主尺和游标尺上刻度线的间距差来测量长度的。
3、螺旋测微器是通过旋转螺杆，使测微螺杆与固定刻度套筒之间的距离发生变化，从而测量长度。
三、实验器材1、刻度尺（最小刻度为 1mm）2、游标卡尺（精度为 002mm）3、螺旋测微器（精度为 001mm）4、待测物体（如圆柱体、长方体等）四、实验步骤1、用刻度尺测量物体的长度（1）将刻度尺平放在被测物体上，使刻度线与物体的边缘对齐。
（2）读数时，视线要垂直于刻度尺，读取刻度值，注意估读到最小刻度的下一位。
2、用游标卡尺测量物体的长度（1）检查游标卡尺的零刻度线是否对齐。
（2）将被测物体放在游标卡尺的测量爪之间，轻轻推动游标卡尺，使测量爪与物体紧密接触。
（3）读取主尺上的刻度值，再加上游标尺上与主尺刻度线对齐的刻度值乘以精度。
3、用螺旋测微器测量物体的直径（1）先检查零点读数，若不为零，应记录下来。
（2）将被测物体放在测微螺杆与固定刻度套筒之间，旋转测微螺杆，当测微螺杆与物体接触时，听到“咔咔”声即可。
（3）读取固定刻度套筒上的刻度值，再加上可动刻度上与固定刻度套筒刻度线对齐的刻度值乘以精度。
五、实验数据记录与处理1、刻度尺测量数据物体 1：长度为_____mm物体 2：长度为_____mm2、游标卡尺测量数据物体 1：长度为_____mm物体 2：长度为_____mm3、螺旋测微器测量数据物体 1：直径为_____mm物体 2：直径为_____mm对测量数据进行处理，计算平均值和标准偏差，以评估测量结果的准确性和精密度。
六、误差分析1、系统误差（1）刻度尺的刻度不均匀或磨损。
（2）游标卡尺和螺旋测微器的零点误差。
长度测定的实验报告
实验名称：长度测定的实验一、实验目的1. 了解长度测定的基本原理和方法。
2. 熟悉常用长度测量工具的使用。
3. 培养学生的实验操作技能和科学思维能力。
二、实验原理长度测定是物理学中的一个基本实验，通过测量物体的长度来研究其几何性质。
常用的长度测量方法有直接测量和间接测量两种。
直接测量是指使用刻度尺、游标卡尺等工具直接测量物体的长度；间接测量是指通过计算或转换得到物体的长度。
本实验采用直接测量法，使用刻度尺和游标卡尺进行长度测定。
三、实验仪器1. 刻度尺：用于直接测量物体的长度。
2. 游标卡尺：用于精确测量物体的长度。
3. 转换尺：用于将不同长度单位进行转换。
四、实验步骤1. 准备实验器材，确保刻度尺和游标卡尺的清洁和准确。
2. 使用刻度尺测量物体的长度，记录数据。
3. 使用游标卡尺测量物体的长度，记录数据。
4. 将两种测量结果进行对比，分析误差来源。
5. 使用转换尺将长度单位进行转换，得到所需结果。
五、实验数据及处理1. 刻度尺测量结果：物体长度为10.00cm。
2. 游标卡尺测量结果：物体长度为10.02cm。
3. 误差分析：两种测量方法的结果存在微小差异，可能是由于刻度尺的读数误差、游标卡尺的精度限制等因素导致的。
六、实验结果与分析1. 通过本次实验，我们了解了长度测定的基本原理和方法。
2. 通过实际操作，我们熟悉了刻度尺和游标卡尺的使用方法。
3. 实验结果表明，直接测量法可以满足一般的长度测量需求，但存在一定的误差。
在实际应用中，需要根据测量精度要求选择合适的测量方法和工具。
七、实验总结本次实验成功地完成了长度测定的实验，达到了预期的实验目的。
通过实验，我们不仅掌握了长度测定的基本原理和方法，还熟悉了常用长度测量工具的使用。
同时，实验过程中也让我们认识到了实验误差的存在，为今后的实验操作提供了有益的启示。
八、注意事项1. 在使用刻度尺和游标卡尺时，要注意尺的清洁和准确。
2. 在读数时，要确保视线与刻度线垂直，避免产生视差。
长度测量实验实验报告
一、实验目的1. 熟悉长度测量工具的使用方法；2. 掌握长度测量的基本原理和方法；3. 培养学生的实验操作能力和数据处理能力；4. 了解误差产生的原因，提高实验数据的准确性。
二、实验原理长度测量是科学实验和工程技术中常用的一种基本测量方法。
常用的长度测量工具包括刻度尺、游标卡尺、千分尺等。
本实验采用刻度尺进行长度测量，其原理如下：（1）刻度尺：刻度尺是一种具有均匀刻度的直尺，用于测量物体的长度。
测量时，将刻度尺与物体紧贴，读取物体的起始和终止刻度值，两者之差即为物体的长度。
（2）游标卡尺：游标卡尺是一种具有精确刻度的量具，用于测量物体的长度、内外径和深度等。
测量时，将游标卡尺与物体紧贴，读取游标与尺身的刻度值，两者之差即为物体的长度。
（3）千分尺：千分尺是一种具有极高精度的量具，用于测量物体的长度、内外径和深度等。
测量时，将千分尺与物体紧贴，读取千分尺的刻度值，即为物体的长度。
三、实验仪器与材料1. 刻度尺（精度：1mm）2. 游标卡尺（精度：0.02mm）3. 千分尺（精度：0.001mm）4. 待测物体（长度约为10cm）5. 记录本四、实验步骤1. 将待测物体放置在平整的桌面上，确保物体表面与桌面平行。
2. 使用刻度尺测量待测物体的长度，记录数据。
3. 使用游标卡尺测量待测物体的长度，记录数据。
4. 使用千分尺测量待测物体的长度，记录数据。
5. 对比三种测量方法得到的测量结果，分析误差产生的原因。
五、实验数据与处理1. 刻度尺测量结果：待测物体长度为10.0cm。
2. 游标卡尺测量结果：待测物体长度为10.00cm。
3. 千分尺测量结果：待测物体长度为10.000cm。
六、实验结果与分析1. 通过本次实验，我们了解了长度测量的基本原理和方法，熟悉了刻度尺、游标卡尺和千分尺的使用。
2. 在实验过程中，我们发现刻度尺、游标卡尺和千分尺的测量结果存在一定的差异。
这是因为三种测量工具的精度不同，以及操作者的操作技能和实验环境等因素的影响。
大学物理实验：长度测量(陈涛)
实验一长度测量1.【实验目的】1. 掌握游标卡尺、螺旋测微器、移测显微镜的测量原理和使用方法；2. 学习正确读取和记录测量数据；3. 掌握数据处理中有效数字的运算法则及表示测量结果的方法；4.熟悉直接和间接测量中的不确定度的计算.2.【实验仪器】米尺，游标卡尺，螺旋测微计，移侧显微镜，被测物（滚球，圆管，毛细管）3.【实验原理】一、游标卡尺用普通的米尺或直尺测量长度，只能准确地读到毫米位。
毫米以下的1位要凭视力估计，实验中要使读数准确到0.1mm或更小时，一般采用游标卡尺和螺旋测微计。
1．游标卡尺的结构游标卡尺又叫游标尺或卡尺，它是为了使米尺测量的更准确一些，在米尺上附加了一段能够滑动的有刻度的小尺，叫做游标。
利用它可将米尺估读的那位数值准确地读出来。
因此，它是一种常用的比米尺精密的测长仪器。
利用游标卡尺可以用来测量物体的长度、孔深及内外直径等。
游标卡尺的外形如图4-1-1所示。
它主要由两部分构成：与量爪AA’相连的主尺D；与量爪BB’及深度尺C相连的游标E。
游标E可图4-1-1 游标卡尺紧贴着主尺D滑动。
量游标上分度格数主尺上最小分度值==-=y m x y x 1δ爪A 、B 用来测量厚度和外径，量爪A’、B’用来测量内径，深度尺C 用来测量槽的深度，他们的读数值都是由游标的0线于主尺的0线之间的距离表示出来。
2．游标卡尺的测量原理游标卡尺在构造上的主要特点是：游标刻度尺上m 个分格的总长度和主刻度尺上的(m －1)个分格的总长度相等。
设主刻度尺上每个等分格的长度为y ，游标刻度尺上每个等分格的长度为x ，则有mx ＝（m －1）y (4-1-1)主刻度尺与游标刻度尺每个分格的差值是式中，x δ为游标卡尺所能准确读到的最小数值，即分度值（或称游标精度）。
若把游标等分为10个分格（即m=10），这种游标卡尺叫做“十分游标”。
“十分游标”的x δ=1/10mm 。
这是由主刻度尺的刻度值于游标刻度值之差给出的，因此x δ不是估读的，它是游标卡尺所能准确读到的最小数值，即游标卡尺的分度值。
实验一--长度的测量
实验一 长度的测量长度测量是最基本的物理测量之一。
这不仅因为长度是一个基本物理量，无论在生产过程或科学实验中都广泛地使用各种长度测量仪器，而且许多其他物理量的测量仪器（如温度计、压力表、各种电表等）的刻度，最终均转化为长度的测量。
【实验目的】1．了解游标卡尺、螺旋测微计的原理和构造。
2．掌握游标卡尺和螺旋测微计的使用和读数方法。
3．根据仪器的精度和有效数字的定义，正确记录原始数据。
4．掌握直接测量和间接测量的数据处理方法，并用不确定度报告测量结果。
【实验原理】一、游标卡尺 1．游标原理米尺的分度值为1mm ，即一个最小分格的长是1mm 。
用米尺测量物体长度时，可测准到毫米，毫米以下的读数要凭目测估计。
为了提高估读的精度，可在米尺上再附加一把可以滑动的副尺，称为游标。
设游标上每个分格的长度为x ，主尺上的分度值为X ，差值Δx =X -x 为该游标卡尺的分度值，它是游标卡尺能读出的最小数值。
常用的游标卡尺分度值为0.1mm 、0.05mm 、0.02mm ，与它们相应的游标分别为10分度、20分度和50分度游标。
主尺图1-1 10分度游标原理图图1-1中所示游标为10分度游标，游标上的10个分格和主尺上的9个分格等长。
设该游标的最小分度长为x ，由于主尺的分度值X =1mm ，则有10x =1×9mm x =0.9mm故该游标的分度值为Δx =X -x =1-0.9=0.1mm它是10分度游标卡尺所能读出的最小数值。
主尺游标0.10 5 100 5 10图1-2 20分度游标原理图图1-2中所示的游标为20分度游标，游标的20个分格和主尺上的19个分格等长。
设该游标的最小分量是x ，由于主尺的分度值X =1，则有20x =1×19mm x =0.95mm故该游标的分度值为Δx =X -x =1-0.95=0.05mm它是20分度游标卡尺所能读出的最小读数。
图1-3 50分度游标原理图图1-3所示的游标为50分度游标，游标上的50分格和主尺的49个分格等长。
实验报告(长度测量)
实验报告(长度测量)
概述
本实验旨在通过使用显微镜和卡尺两种工具来测量不同物体的长度，并比较两种工具的测量精度和误差。
实验步骤
实验器材：显微镜、卡尺、标准长度板、尺子、钢丝尺。
实验材料：小木件、硬币、铜片。
1. 用卡尺测量三个物体的长度，并记录测量值和示值误差。
3. 使用标准长度板来校准显微镜读数。
4. 使用尺子和钢丝尺测量标准长度板的长度，以验证标准长度板的精度。
结果分析
卡尺和显微镜的测量结果如下表所示：
| 物体 | 卡尺测量值/mm | 卡尺示值误差/mm | 显微镜测量值/mm | 显微镜示值误差/mm |
| -------- | ----------- | ------------ | ----------- | ------------ |
| 小木件 | 10.12 | 0.12 | 10.10 | 0.10 |
| 硬币 | 25.58 | 0.58 | 25.60 | 0.60 |
| 铜片 | 20.26 | 0.26 | 20.30 | 0.30 |
校准标准长度板的结果如下表所示：
结论
可以看出，显微镜测量的示值误差较小，测量精度更高。
使用标准长度板校准显微镜读数可以提高精度。
同时，使用卡尺测量时可能出现示值误差，应该多次测量并取平均值来减小误差。
在用钢丝尺和尺子测量标准长度板时，应该注意读数的精度，以确保测量结果的准确性。
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预习报告:
实验题目 长度测量
1、实验目的
（1）练习使用测长度的几种常用仪器，学会测量不同物体的长度。
（2）学会正确记录和处理实验数据，掌握有效数字记录、运算和不确定度估算。
2、实验仪器(在实验时注意记录各实验仪器的型号规格
游标卡尺(量程：，分度值：，零点读数： )、螺旋测微计(量程：，分度值：，零点读数： )、物理天平(量程：，感量： )、温度计(量程：，分度值： )。
3、实验原理
1、固体体积的测量
圆套内空部分体积V空＝πd2内H／4
圆筒材料的体积V＝圆筒壁的体积=
钢珠(球)的体积
3、实验内容及数据记录表格
1、用米尺测铜棒的长度1次，
L= cm, U B= cm
2、再测量游标卡尺木盒的长度6次
U A U C
123456平均
值
l(mm)
3、用游标卡尺测量高、外径、内径、直径等
基本量度，估算各直接测量量的不确定度。
计算
出物体的体积，估算不确定度。
用天平称物体的
质量，估算其不确定度。
最后求铜的密度并估算
出相应的不确定度。
用游标卡尺测量铜套的高H、外径D、内径d，
记下游标卡尺的量程和最小分度值，卡尺零点校正：松开游标紧固螺钉。
合拢刀口，记下零点偏差值，用游标卡尺铜套的高H、外径
D、内径d，各测六次取其平均值，
②表1-2 铜管的外形尺寸 (单位：mm)
123456平均
值
U A U C H(mm)
D(mm)
d(mm)
4、用螺旋测微器（外径用千分尺）测量大小两铁球的直径。
记下外径千分尺的量程和最小分度值，外径千分尺校零：松开锁紧装置，使测量轴与砚台刚好接触并听到“卡、卡、卡”三声响即停止，读取此时的示值，即为零点校准值，记为D初，用外径千分尺测出大小两铁球的直径，在六个不同部位测六次取其平均数值。
钢珠123456平均
值
U A U C D(mm)
d(mm)
5、用移测显微镜测量小铁片中间孔的宽度。
序数123456
平均
值平均值标准偏差
A(mm)
B(mm)
d(mm)
实验报告
实验题目：长度测量
(1) 实验目的
学习米尺、游标卡尺、螺旋测微计和移测显微镜的结构、工作原理和使用方法，初步掌握实验数据记录、有效数字和误差计算规则以及对测量结果的表示方法。
(2)实验仪器
米尺、游标卡尺、螺旋测微计、移测显微镜。
(3)实验原理
①游标卡尺的工作原理
游标卡尺是利用主尺和副尺的分度的微小差异来提高仪器精度的。
如图2.2.1-3所示的“十分游标”，主尺上单位分度的长度为1mm，副尺的单位分度的长度为0.9mm，副尺有10条刻度，当主、副尺上的零线对齐时，主、副尺上第n (n为小于9的整数) 条刻度相距为n×0.1=0.n mm，当副尺向右移动0.n mm时，则副尺上第n条刻度和主尺上某刻度对齐。
由此看出，副尺移动距离等于0.1mm的n倍时都能读出，这就是“十分游标”能把仪器精度提高到0.1mm的道理。
A
图2.2.1-4
B
5
45
C
0 1cm 主尺
0 5 10
图2.2.1-3
副尺
其他类型游标卡尺的工作原理与上述相同。
②螺旋测微计的工作原理
如图2.2.1-4所示，A为固定在弓形支架的套筒，C是螺距为0.5mm的螺杆，B为活动套筒,它和测微螺杆连在一起。
活动套筒旋转一周,螺杆移动0.5mm。
活动套筒左端边缘沿圆周刻有50个分度，当它转过1分度，螺杆移动的距离δ=0.5/50=0.01mm，这样，螺杆移动0.01mm时，就能准确读出。
③移测显微镜
移测显微镜的螺旋测微装置的结构和工作原理与螺旋测微计相似，所以能把仪器精度提高到0.01mm。
由于移测显微镜能将被测物体放大，因而物体上相距很近的两点间的距离也能测出。
(4)实验数据与处理
①用米尺测量木条长度，米尺的量程2m，最小分度值1mm。
单次测量：l=45.55(cm) Δl=0.05(cm)
结果：l ±Δl =45.55±0.05(cm) =(4.555±0.005)×10-1(m)
②用游标卡尺(量程125mm、最小分度值0.02mm、零点读数0.00mm)测量铜管外形尺寸(图2.2.1-5)。
×3.142×0.03608×(0.02025-0.01184)D d 1H h
图2.2.1-5
d 2
=7.648×10-6m 3
ΔV 1 =V 1·=7.648×10-6×0.27%=0.02×10-6m 3V 2 =×3.142×0.01715×(0.016332-0.011842)=1.704×10-6 m 3
ΔV 2= V 2·=1.704×10-6×0.5%=0.009×10-6 m 3V= V 1-V 2=5.945×10-6 m 3ΔV=ΔV 1+ΔV 2=0.03×10-6 m 3
V±ΔV=(5.94±0.03)×10-6 m 3
1 用螺旋测微计(量程25mm 、最小分度值0.01mm 、零点读数-0.005mm)测量大小钢珠与金属线直径。
把平均值减去零点读数得测量结果：
钢珠 D±ΔD=5.007±0.006(mm)=(5.007±0.006)×10-3(m)
d±Δd=3.996±0.006(mm)=(3.996±0.006)×10-3(m)
金属线 D±ΔD=1.844±0.006(mm)=(1.844±0.006)×10-3(m)
d±Δd=0.612±0.006(mm)=(0.612±0.006)×10-3(m)
④用移测显微镜测量（量程100mm、最小分度值0.01mm）毛细管直径
(表1-4) 测量玻璃毛细管内的直径D
序数123456
平均
值平均值标准偏差
A(mm)65.40065.42365.42365.29765.29465.285
B(mm)65.06665.06365.06564.98264.95964.963
d(mm)0.3340.3600.3580.3150.3350.3220.3370.008
D=│A-B│，用公式(1-6)计算平均值标准偏差。
测量结果：玻璃毛细管内的直径D±=0.337±0.008(mm)= (0.337±0.008)×10-3(m)
(表1-5) 测量自己头发丝的直径d
序数12345
平均
值平均值标准偏差
A(mm)75.80375.79875.78875.77875.770
B(mm)75.73075.73575.71775.71075.704
d′(mm)0.0730.0630.0710.0680.0660.0680.002
d=│A-B│，用公式(1-6)计算平均值标准偏差。
测量结果：头发丝的直径 d±=0.068±0.002(mm)=(0.068±0.002)×10-3(m)
6、讨论
(1)比较用米尺测得的两种结果，说明只有用米尺的不同部位对木条进行多次测量，才能得出较精确的结果。
(2)一般来说，单次测量误差为仪器分度值之半。
实验中用分度为0.01mm的螺旋测微计对钢珠进行多次测量，其结果的平均绝对偏差理应小于分度值的1/2，但事实上ΔD=±0.007mm，主要是钢珠本身不圆的缘故。
注意：写实验报告必须用专用的实验报告纸，不能用信纸或其他白纸，并且一定要写上班别、学号、组别、实验题目、实验日期等内容。