0实验报告格式和要求以“长度测量”为例

广东第二师范学院学生实验报告院系名称物理系班级姓名专业名称教育学号实验课程名称普通物理实验I实验项目名称长度测量实验时间实验地点实验成绩指导老师签名【实验目的】1．掌握游标卡尺及螺旋测微器的原理，学会正确使用游标卡尺、螺旋测微器;2．掌握数据记录、等精度测量中不确定度的估算方法和有效数字的基本运算；3．掌握实验结果的表示法。【实验仪器】序号仪器名称数量基本参数1游标卡尺2螺旋测微计3读数显微镜4铜圆柱和垫片【实验原理】1.游标卡尺游标卡尺由主尺、游标、测深尺三部分构成，可用于测量物体内、外径和深度。游标是将主尺的(n－1)分格分成n等分，设主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)1()1(ynnx主刻度尺与游标刻度尺每个分格之差ynxy1为游标卡尺的最小读数值，即最小刻度的分度值。常用游标卡尺有三种分度：10分度、20分度和50分度，对应的最小分度值分别为0.1mm，0.05mm和0.02mm。例如，对于20分度游标卡尺，主尺分度1mm，游标分度为20，即游标刻度尺上20个等分格的总长度和主刻度尺上的19mm相等，每个游标分度是0.95mm，主刻度尺与游标刻度尺每个分度之差mmxy05.0（如图1）。游标卡尺的读数：主刻度尺的0线与游标刻度尺的0线之间的距离。首先，从游标刻度上0线的位置读出整数部分（毫米位）；其次，根据游标刻度尺上与主刻度尺对齐的刻度线读出不足毫米分格的小数部分，二者相加就是测量值。（2）使用注意事项1）游标卡尺使用前，应该先将游标卡尺的卡口合拢，检查游标尺的0线和主刻度尺的0线是否对齐。若对不齐说明卡口有零误差，应记下零点读数，用以修正测量值；2）推动游标刻度尺时，不要用力过猛，卡住被测物体时松紧应适当，更不能卡住物体后再移动物体，以防卡口受损；3）用完后两卡口要留有间隙，然后将游标卡尺放入包装盒内，不能随便放在桌上，更不能放在潮湿的地方。本实验中使用游标卡尺为50分度，最小分度值0.02mm.即游标尺上50个分度总长与主尺上49mm的总长相等，主尺与游标的每个分格的差值为0.02mm.游标卡尺的读数表示的是主刻度尺的0线与游标刻度尺的0线之间的距离，读数可分为两部分：首先，从游标刻度上0线的位置读出整数部分（毫米位）；其次，根据游标刻度尺上与主刻度尺对齐的刻度线读出不足毫米分格的小数部分，二者相加就是测量值。2.螺旋测微计结构：螺旋测微器的主尺分度为0.5mm，微分筒分为50个分格。这里采用了机械放大原理提高测量精度：当微分筒转动一周时，测微螺杆沿轴线前进或后退0.5mm；当微分筒转动一个分度时，测微螺杆前进或后退0.5×1/50=0.01mm，即微分筒上的分度值0.01mm，并可估读到0.001mm。读数主尺读数+微分筒读数，如下图读数为11.5+0.398=11.898mm.使用注意事项1）千分尺使用前，应先检测0点误差，即当两个测量端面密合时，主、副刻度尺0线是否对齐，如不对齐，应记下零点读数δ0（可正可负），用以修正测量值d（实际值为0dd）。2）转动微分筒以夹持物体，当测量面与物体要接触时，应慢慢旋动棘轮，直至听到“喀喀”2声为止；3）注意防止回程误差，由于螺丝和螺母不可能完全密合，螺旋转动方向改变时它的接触状态也改变，两次读数将不同，由此产生的误差叫回程误差。4）用完后两测量端面要留有间隙，然后将游标卡尺放入包装盒内，不能随便放在桌上，更不能放在潮湿的地方。本次实验用的螺旋测微计量程为25mm，分度值为0.01mm，仪器的示值误差为±0.004mm（即Δ仪）。【实验内容】1．用游标卡尺测量垫片内、外径和厚度，选择不同部位多次测量；2．用游标卡尺测圆柱体的直径、高度，并求其体积；3．用螺旋测微器测量小钢球直径，并求其体积。各待测量测量5次（取不同部位和方向）；列表记录测量数据，计算其均值、绝对误差、相对误差及结果表达式。【数据记录与处理】1.测量垫片内、外径和厚度表1.垫片内、外径和厚度.使用仪器：游标卡尺分度值(Δins)=0.02mm.零点读数：0.00mm测量量次数内径/mm外径/mm厚度/mm123456平均值niixnx11标差)1()(12nnxxnii测量结果2.测量铜圆柱高H和直径D，并求其体积.表2.铜圆柱高H和直径D.使用仪器：游标卡尺分度值(Δins)=0.02mm.零点读数：0.00mm测量量次数直径D/cm高H/m体积/cm3HDV22123456平均值niixnx11标差)1()(12nnxxnii计算公式：%100（单位）DEDDDD%100（单位）HEHHHH%100（单位）结果：241222VEVVHDVHDVVVVHDV3．用螺旋测微器测量小钢球直径，并求其体积表3.小钢球直径D.使用仪器：千分尺分度值(Δins)=0.01mm.零点读数：D0=-0.015mm测量量次数直径Di/cm零点修正D=Di-D0体积/cm33234DV123456平均值niixnx11标差)1()(12nnxxnii结果：%100（单位）DEDDDD%100（单位）结果：323423VEVVDVDVVVVDV【实验反思】分析实验现象和实验结果的可信度，反思实验中存在的问题，提出实验改进方案等。注意：实验报告中图、表均要符合规范，基于Excel的数据处理例1：垫片的测量量具：游标卡尺Δins=0.02mm.零点读数：0.00mm测量量次数内径/mm外径/mm厚度/mm113.642.1634.60213.622.1434.58313.642.1634.56413.622.1434.56513.602.1634.58613.622.1534.58平均值niixnx1113.623333332.15166666734.57666667标差)1()(12nnxxnii0.01505550.00983190.01505551）将测量数据复制粘贴与Excel表格中2）菜单-公式—函数库-插入函数（类别：统计，选择函数（fx）类型）求平均值的函数式fx=AVERAGE(N1:N2)，N代表数据的列，N后面数字代表行数，如=AVERAGE(A2:A7)代表对A列第2行至第7行进行求平均值。求平均值标准偏差公式：fx=STDEV.S(N1:N2)，如=AVERAGE(B2:B7)表示求B列第2行至第7行的标准偏差。例2：将砝码m挂于弹簧下端，弹簧伸长量l和砝码质量m的关系为：lkmg，测量数据如下：m(g)0.020.040.060.080.0100.0l(cm)20.4028.2536.3044.2052.1260.15在WORD文档中绘制数据图：选择数据表-菜单-插入-图表-选择图表类型，选择合适类型作图010203040506070020406080100弹簧伸长量与砝码质量关系k=2.5N/m