长度和密度测量
长度和密度的测量
鼓励学生们在学习过程中积极 思考、勇于探索，培养创新思 维和实践能力，为未来的学习 和工作打下坚实的基础。
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实验技能提升
学生们通过实验操作，熟悉了测 量长度和密度的常用仪器，如卡 尺、螺旋测微器、密度计等，并 学会了正确使用这些仪器进行测 量。
团队协作与沟通能
力
在实验过程中，学生们分组进行 实验，通过团队协作完成了实验 任务，并学会了与组内成员有效 沟通和协作。
对未来学习的建议
深入学习相关知识
加强实验技能训练
拓展学习领域
培养创新思维和实践能力
建议学生们在课后深入学习长 度和密度的相关知识，包括不 同测量方法的优缺点、误差来 源及处理方法等，以加深对测 量原理和方法的理解。
鼓励学生们多进行实验操作， 熟练掌握各种测量仪器的使用 方法，提高实验技能和数据处 理能力。
建议学生们关注与长度和密度 测量相关的前沿技术和应用领 域，如精密测量技术、新材料 密度测量等，以拓展视野并激 发学习兴趣。
间接测量法（如通过测量固体的质量和所占空间的体积来计算）和直接
测量法（如用固体密度计）。
03
气体密度测量
气体密度的测量较为困难，一般需要使用高精度仪器，如气体密度计。
气体密度计通常基于理想气体状态方程 PV = nRT 进行设计，通过测量
气体的压力、温度和体积来计算气体密度。
PART 04
误差分析与数据处理
长度与密度的测量实验报告
长度与密度的测量实验报告1. 引言长度和密度是物体的两个基本物理性质，它们在物理学和工程学中具有重要的应用价值。
本实验旨在通过测量不同物体的长度和密度，探究它们之间的关系，并验证相关物理原理。
2. 实验目的（1）测量不同物体的长度和质量，计算出它们的密度；（2）通过实验验证长度与密度之间的关系。
3. 实验器材（1）游标卡尺：用于测量物体的长度；（2）天平：用于测量物体的质量；（3）容器：用于测量物体的体积。
4. 实验步骤（1）准备不同形状和材料的物体，如金属块、塑料块等；（2）使用游标卡尺测量各物体的长度，并记录下测量结果；（3）使用天平测量各物体的质量，并记录下测量结果；（4）计算各物体的密度，公式为密度=质量/体积；（5）将测量结果整理成表格。
5. 实验结果根据测量数据计算得到的各物体的密度如下表所示：物体长度（cm）质量（g）密度（g/cm³）金属块 5.2 10.5 2.02塑料块 4.8 7.2 1.50...6. 实验分析根据实验结果可得知，不同物体的密度相差较大。
通过观察测量数据，我们可以发现，长度与密度之间并没有直接的线性关系。
不同物体的密度主要取决于其材料的性质，例如金属块因为金属原子的紧密排列而具有较高的密度，而塑料块因为分子间的间隔较大而具有较低的密度。
7. 结论通过本次实验，我们验证了长度与密度之间并没有直接的线性关系。
不同物体的密度主要取决于其材料的性质。
在实际应用中，长度和密度的测量对于材料的选择和工程设计具有重要意义。
8. 实验改进为了提高实验的准确性和可靠性，我们可以采取以下改进措施：（1）增加样本数量，对更多不同材料的物体进行测量，以获得更广泛的数据；（2）使用更精确的测量仪器，如数码卡尺和高精度天平，以提高测量的准确性；（3）在测量前应确保测量仪器的零点校准准确，并注意减小人为误差。
9. 实验应用长度与密度的测量在许多领域有着广泛的应用。
在工程设计中，通过测量材料的长度和密度，可以计算出其质量和体积，从而评估材料的可行性和适用性。
《长度和密度的测量》课件
本PPT的主要目标是介绍长度和密度的测量方法及其应用，并提供实践案例， 帮助听众提升实际应用能力。
长度的测量
1
直尺法
利用直尺度量长度的方法。注意事项：
卡尺法
2
确保直尺与被测物体保持紧密接触，避 免晃动。
使用卡尺工具测量长度的方法。注意事
项：确保卡尺的夹爪与被测物体紧密接
总结
长度和密度的测量方法以及重点注意事项，通过实践案例演示加深了理解，适用于各个相关应用领域。
质谱法
使用质谱仪测量物体的密度。注意事项：根据所测物体的特性选择合适的质谱仪，并保持测 量环境的稳定。
实践案例
1
使用直尺和卡尺测量物体长度
步骤：1. 将直尺或卡尺与物体对齐；2. 读取测量结果。计算：根据测量结果计算 物体的长度。
2
用迪特马尔定律测算固体密度
步骤：1. 测量物体的质量和体积；2. 应用迪特马尔定律计算密度。计算：根据实 测质量和体积计算密度。
触，量长度的方法。注意事 项：选择适合的检具尺寸，确保被检物 体与检具之间的嵌合紧密，避免松动。
密度的测量
迪特马尔定律
通过迪特马尔定律测量物体的密度。定义：物体的密度等于其质量和体积的比值。
浮力法
利用物体在液体中浮力的原理来测量密度。注意事项：确保物体完全浸没在液体中，避免表 面张力的影响。
长度与密度的测量实验报告
长度与密度的测量实验报告实验报告：长度与密度的测量摘要实验目的：通过测量长度和质量，计算出物体的密度，掌握实验测量的方法。
实验原理：长度测量使用游标卡尺，密度测量采用比重法。
实验方法：使用游标卡尺测量导线的长度，使用天平测量导线的重量和液体的重量，计算出密度。
实验结果：导线长度为15.6 cm，导线质量为2.14 g，液体质量为19.4 g，密度为5.48 g/cm³。
实验结论：通过本次实验，我们了解了长度和密度的基本概念，并掌握了实验测量的方法，为今后的实验做好了铺垫。
引言长度和密度是物理中的两个重要概念，不仅在实验中常被用到，在日常生活中也与我们息息相关。
本次实验旨在通过测量长度和质量，计算出密度，以此加深对长度和密度的理解，并掌握实验测量的方法。
实验仪器与试剂仪器：游标卡尺，天平。
试剂：导线，液体。
实验步骤1. 使用游标卡尺测量导线的长度，并记录下来。
2. 使用天平测量导线的重量，并记录下来。
3. 将一定量的液体倒入容器中，记录下容器的质量。
4. 将导线悬挂在容器中，记录下容器与导线的总质量。
5. 计算出液体的质量。
6. 根据公式：密度=质量÷体积，计算出密度。
实验结果导线长度为15.6 cm，导线质量为2.14 g，液体和容器的总质量为21.3 g，容器的质量为1.9 g，液体质量为19.4 g，容器内部体积为5 cm³，导线体积为0.0399 cm³，密度为5.48 g/cm³。
实验结论本次实验通过测量长度和密度，计算出物体的密度，了解了长度和密度的基本概念，并掌握了实验测量的方法，为今后的实验做好了铺垫。
长度和密度的测量
苏州大学物理实验教学中心
力热学实验
【思考题】
y １．游标卡尺的分度值 x ，试证明之。 m ２．某同学用物理天平称量某一待测物，发现数值几乎
相等， 用贝塞尔公式 S x
xi 计算值近似为 0，能 n( n 1 )
2
否说明该待测物的不确定度为 0？为什么？此时应怎样 计算它的不确定度？ ３． 推导圆柱体体积 V＝
长度和密度的测量
实验目的 实验原理 实验内容 注意事项 思考题
力热学实验
苏州大学物理实验教学中心
【实验目的】
力热学实验
1．用米尺、游标卡尺、千分尺作长度 测量。 2．用物理天平进行质量测量。 3．练习做好实验记录和计算不确定度。
苏州大学物理实验教学中心
【实验原理】
（1）直接测定法
m V
（取一位有效数字）
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力热学实验
（2）流体静力称衡法测固体的密度
(适用规则和不规则物体)
设被测物不溶于水，其质量为m (其密度大于水的密 度)，用细丝将其悬吊在水中的称衡值为m1(如下图)。又设 水在当时温度下的密度为 w (有表可查)，物体的体积为V， 则由阿基米德定律，可得
V w g ( m m1 )g
式中g为重力加速度。
苏州大学物理实验教学中心
力热学实验
整理后可得
V
m m1
w
m 则固体的密度 m m w 1
流体静力称衡法不确定度的分析：
uc .1 1 uc ,m1 2 m1uc ,m 2 ( ) ( ) m( m m1 ) m m1
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力热学实验
（3）游标卡尺原理
mx (m 1) y
长度和密度的测量
长度和密度的测量长度是最基本的物理量。
在各种各样的长度测量仪器中，它们的外观虽然不同，但其标度大都是以一定的长度来划分的。
对许多物理量的测量都可以归为对长度的测量，因此，长度的测量是实验测量的基础。
在进行长度的测量中，我们不仅要求能够正确使用测量仪器，还要能够根据对长度测量的不同精度要求，合理选择仪器，以及根据测量对象和测量条件采用适当的测量手段。
密度是表征物体特征的重要物理量，因而密度的测量对物体性质的研究起着重要的作用。
对于规则的物体，用物理天平测出其质量，用测量长度的方法测出其体积，即可测量出物质的密度。
[实验目的]1、游标卡尺、螺旋测微计的原理。
2、掌握游标卡尺、螺旋测微计、物理天平的使用方法。
3、学习一般仪器的读数规则，掌握不确定度及有效位数的基本概念。
[实验仪器]游标卡尺，螺旋测微计，物理天平，待测圆柱体[实验原理]一、 游标卡尺游标卡尺主要由主尺和游标两部分组成。
游标是在主尺上附加一个能滑动的有刻度的小尺。
读数时，主尺上直接读出主尺最小刻度以上的整数部分；游标上读出主尺最小刻度以下的数值。
游标上ｎ个分格的总长度与主尺上（ｎ－１）个分格的总长度相等，以ｘ，ｙ分别表示游标与主尺上的每一格的长度，因此y n nx )1(-=。
如图１-１所示是游标上ｎ＝10的情形。
25••••••图1-1 游标卡尺原理示意图主尺与游标上每个分格之差为•• σ ＝ｙ－ｘ＝ n 1ｙσ称为游标的精度(亦叫测量的准确度)，是游标卡尺的最小读数值，它可以准确地读到主尺最小分格值的1n 。
常用游标的分格值有 1/10 、1/20 、1/50几种，相应的分度值为0•.1mm 、0.05mm 、 0.02mm 。
测量时，根据游标“0”线所对主尺的位置，可在主尺上读出物体长度以毫米为单位的整数部分，毫米以下的长度部分由游标读出，用游标卡尺测量长度L 的一般表达式为：σn Ka L +=式中K 是游标的“0”线所在处主尺上的整毫米数，a 主尺的最小分度值，n 是游标的第n 条线与主尺的某一条线对齐（或最靠近）。
长度与密度测量实验
长度与密度测量实验实验目的：1.学习使用仪器仪表测量长度和密度；2.掌握测量误差的估算方法；3.熟悉实验操作技能。
实验器材：1、长度测量：千分尺、游标卡尺；2、密度测量：平衡仪、密度杯、试样、毛细管等。
实验原理：长度测量：千分尺是一种具有极高精度的测长仪器，测量范围一般为0~150mm。
千分尺利用机械的原理，将物体长尺寸转化为螺旋滑动的长度来测定。
常见的千分尺有直杆千分尺和液压千分尺两种。
2、游标卡尺测量原理：游标卡尺是一种利用刻度来测量长度的仪器，精度较高，常用于需要测量尺寸严格的工件，测量范围为0~150mm。
它由定尺和游标尺组成，可以通过游标的滑动和转动来测定物体的尺寸。
密度是物体的质量和体积之比，一般用质量单位是克/立方厘米(g/cm3)来表示。
密度等于物质质量除以物质体积。
实验步骤：第一步：选择一个合适的直杆千分尺或游标卡尺，检查其是否合适、清洁，以免对实验造成误差。
第二步：将需要测量的物体平放在桌上，调整千分尺或游标卡尺的刻度，准确的测量物体的长度。
第三步：反复测量三次，取平均值作为实验数据。
第一步：称量甲物质的质量并记录。
第二步：用平衡仪校准毛细管，然后将毛细管充满待测物质并将其放入测量用的密度杯内。
第三步：用毛细管将密度杯内多余的物质挤出，保留只含有一定量待测物质的体积，并确保该体积充满了待测物质。
第四步：将密度杯放在平衡仪上，记录所用坩埚的净重。
第五步：用毛细管将密度杯中待测物质全部取出，再称取坩埚重量，记录其质量。
第六步：将上述数据代入计算公式，计算出待测物质的密度，多次测量取平均值。
实验注意事项：1、长度测量时，千分尺和游标卡尺需要保持干燥，避免积水影响精度；2、密度测量时，待测物质需要充满密度杯，保证科学计量精度；3、密度测量时，需注意毛细管充满待测物质，避免空气对密度的影响。
1、对长度测量的三个值取平均值，作为最终测量值，根据实验误差的估计，给出最终的长度值及其误差范围。
长度和密度的测量实验报告
长度和密度的测量实验报告长度和密度的测量实验报告引言：长度和密度是物理学中两个重要的物理量，对于研究物体的性质和特征具有重要意义。
本实验旨在通过测量不同物体的长度和密度，探索它们之间的关系，并了解测量方法的准确性和可靠性。
实验材料和方法：1. 实验材料：测量尺、天平、不同材料的物体（如金属块、塑料块、木块等）。
2. 实验方法：a. 长度测量：使用测量尺测量不同物体的长度，确保尺的刻度清晰可读，并将测量结果记录下来。
b. 密度测量：首先使用天平称量不同物体的质量，确保天平的准确性。
然后使用测量尺测量物体的长度和宽度（或直径），并计算物体的体积。
最后，根据密度的定义，通过质量和体积的比值计算物体的密度。
实验结果：1. 长度测量结果：a. 金属块：长度为10.2cmb. 塑料块：长度为8.5cmc. 木块：长度为12.0cm2. 密度测量结果：a. 金属块：质量为150g，长度为10.2cm，宽度为5.0cm，高度为2.0cm。
体积计算公式为体积 = 长度× 宽度× 高度，所以金属块的体积为10.2cm ×5.0cm × 2.0cm = 102cm³。
根据密度的定义，密度 = 质量 / 体积，所以金属块的密度为150g / 102cm³ = 1.47g/cm³。
b. 塑料块：质量为80g，长度为8.5cm，宽度为4.0cm，高度为3.0cm。
计算得到塑料块的体积为8.5cm × 4.0cm × 3.0cm = 102cm³。
根据密度的定义，塑料块的密度为80g / 102cm³ = 0.78g/cm³。
c. 木块：质量为120g，长度为12.0cm，宽度为6.0cm，高度为2.5cm。
计算得到木块的体积为12.0cm × 6.0cm × 2.5cm = 180cm³。
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实验一 长度和密度的测量
一、实验目的
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。
二、实验原理
1、游标卡尺测量原理：
2、螺旋测微器测量原理：
3、石蜡液体静力称衡法原理：
用量杯直接称衡体积，其测量的准确度低，利用阿基米德原理测量的准确度可以大大提高。
阿基米德原理指出，物体在液体中减少的重量，等于物体所排开同体积液体的重量。
(1)用物理天平测得石蜡在空气中的质量M 1（不考虑空
气的浮力）
(2)将石蜡和一金属环用细线连起来，用物理天平测石蜡在
空气中、同时环在水中的质量M 2
(3)用物理天平测石蜡和环均在水中的质量M 3
(4)若实验时，温度为t ℃，该时水的密度为t ρ，
石蜡的体积为：t M M V
ρ32-= 石蜡的密度为：t M M M V M ρρ3
211-== 三、主要仪器及耗材 (名称、型号、规格、准确度、误差极限值等!!!)
四、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；
五、实验数据记录表
1、测圆环体体积
2、测钢丝直径
仪器名称：螺旋测微器(千分尺) 准确度=mm 01.0 估读到mm 001.0 仪
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500 g
仪
1、计算圆环体的体积
(1)直接量外径D 的A 类不确定度S D (参见公式1-2-4)
(2)直接量外径D 的B 类不确定度u D (参见公式1-2-6)
(3)直接量外径D 的合成不确定度σD (参见公式1-2-12)
(4)直接量外径D 科学测量结果 (参见公式1-2-19)
(5)直接量内径d 的A 类不确定度S d
(6)直接量内径d 的B 类不确定度u d
(7)直接量内径d 的合成不确定度σd
(8)直接量内径d 的科学测量结果
(9)直接量高h 的A 类不确定度S h
(10)直接量高h 的B 类不确定度u h
(11)直接量高h 的合成不确定度σh
(12)直接量高h 的科学测量结果
(13)间接量体积V 的平均值：V=πh(D 2-d 2)/4
(14) 间接量体积V 的全微分：ｄＶ＝4)
d -(D 22πd ｈ＋2Dh πdD －2dh π
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)
)5.0(2
)5.0(2))2(225.0(2
σπσπσπσd dh Dh h d D v D ++-=
计算间接量体积V 的不确定度σV
(15)写出圆环体体积V 的科学测量结果
2、计算钢丝直径
(1)7次测量钢丝直径d 的A 类不确定度S d
(2)钢丝直径d 的B 类不确定度u d
(3)钢丝直径d 的合成不确定度σd
(4)写出钢丝直径d 的科学测量结果 3、计算石蜡的密度
(1)以天平的感量为Δ仪，计算直接测量M 1、M 2、M 3的B 类不确定度u M
(2)写出直接测量M 1、M 2、M 3的科学测量结果
(3)ρt 以22.50C 为标准查表取值，计算石蜡密度平均值：t M M M ρρ3
21-= (4)间接量石蜡密度ρ的全微分：
ｄρ＝32t
m -m ρdm 1－2)m -(m 321t m ρdm 2＋2)
m -(m 321t m ρdm 3 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) ))32(2/31(2))32(2/21(2))32/(1(2m m m t m m m m t m m m m t -+-+-=σρσρσρσρ
计算间接量密度ρ的不确定度σρ (计算时上式还可提取公因式化简!)
(5)写出石蜡密度ρ的科学测量结果
六、实验注意事项
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。
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。
七、思考题
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？
2、游标卡尺读数需要估读吗？
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？
八、附表 3
物理实验室 2012年3月15日。