广州大学学生实验报告
院（系）名称 物理系
班别
姓名
专业名称
学号
实验课程名称 普通物理实验I 实验项目名称 力学实验：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】
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。

【实验仪器】
米尺、游标卡尺、螺旋测微计、移测显微镜。

【实验原理】
标卡尺主要由两部分构成，如(图2–1)所示：在一毫米为单位的主尺上附加一个能够滑动的有刻度的小尺（副尺），叫游标，利用它可以把主尺估读的那位数值较为准确地读出来。

图2–1
游标卡尺在构造上的主要特点是：游标上N 个分度格的总长度与主尺上（1-N ）个分度格的长度相同，若主尺上最小分度为a ，游标上最小分度值为b ，则有
a N N
b )1(-= （2.1）
那么主尺与游标上每个分格的差值（游标的精度值或游标的最小分度值）是：
11
N a b a a a N N
δ-=-=-= （2.2）
图2-7
常用的游标是五十分游标(N =50)，即主尺上49 mm 与游标上50格相当，见图2
毫米以上的读数要从游标“0”刻度线在主尺上的位置读出，毫米以下的数由游标（副尺）读出。

即：先从游标卡尺“0”刻度线在主尺的位置读出毫米的整数位，再从游标上读出毫米的小数位。

游标卡尺测量长度l 的普遍表达式为
l ka n δ=+ （2.3）
式中，k 是游标的“0”刻度线所在处主尺刻度的整刻度（毫米）数，n 是游标的第n 条线与主尺的某一条线重合，1mm a =。

图2–8所示的情况，即21.58mm l =。

图2–8
在用游标卡尺测量之前，应先把量爪A 、B 合拢，检查游标的“0”刻度线是否与主尺的“0”刻度线重合。

如不重合，应记下零点读数，加以修正，即待测量10l l l =-。

其中，1l 为未作零点修正前的读数值，0l 为零点读数。

0l 可以正，也可以负。

使用游标卡尺时，可一手拿物体，另一手持尺，如图2–9所示。

要特别注意保护量爪不被磨损。

使用时轻轻把物体卡住即可读数。

图2–9
2、螺旋测微器(千分尺)
常见的螺旋测微器如（图2–10）所示。

它的量程是25mm ，分度值是0.01mm 。

螺旋测微器结构的主要部分是一个微螺旋杆。

螺距是0.5 mm 。

因此，当螺旋杆旋一周时，它沿轴线方向只前进0.5mm 。

螺旋柄圆周上，等分为50格，螺旋杆沿轴线方向前进0.01 mm 时螺旋柄圆周上的刻度转过一个分格 这就是所谓机械放大原理。

测量物体长度时，应轻轻转动螺旋柄后端的棘轮旋柄，推动螺旋杆，把待测物体刚好夹住时读数，可以从固定标尺上读出整格数，（每格
0.5mm
以下图2–10
的读数则由螺旋柄圆周上的刻度读出，估读到0.001mm这一位上。

如图2–11(a)和
(b)，其读数分别为5.650 mm、5.150mm。

(1) 记录零点读数，
并对测量数据作零点修
正。

(2) 记录零点及将待测物
体夹紧测量时，应轻轻转
动棘轮旋柄推进螺杆，转
动小棘轮时，只要听到发
出喀喀的声音，即可读数。

图2–11
实验仪器
游标卡尺：精度值：0.02mm 量程：125mm
螺旋测微器：分度值：0.01mm 量程：25mm
被测物体：小球；空心圆柱体。

实验内容
1．螺旋测微器测量圆球直径，不同位置测量6-8次，计算其不确定度，并写出测量结果的标准形式。

2．用游标卡尺测量空心圆柱体不同部分的外径、内径、高度，各测量6-8次。

计算空心圆柱体的体积及其不确定度，并写出测量结果的标准形式。

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。

【用游标卡尺测量铜圆柱体的直径及高度】
铜圆柱体直径(mm) 高度(mm) 13.00mm 39.24mm
0 1cm 主尺
0 5 10
图2.2.1-3 副尺
A
图2.2.1-4
B
5
45
C
（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。

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