实验一 物体密度的测定

【预习题】

1．简述游标卡尺、螺旋测微器的测量原理及使用时的注意事项。 答：(1)游标卡尺的测量原理及使用时的注意事项：

游标卡尺是一种利用游标提高精度的长度测量仪器，它由主尺和游标组成。设主尺上的刻度间距为y ，游标上的刻度间距为x ，x 比y 略小一点。一般游标上的n 个刻度间距等于主尺上(n -1)个刻度间距，即y n nx )1(-=。由此可知，游标上的刻度间距与主尺上刻度间距相差n

1,这就是游标的精度。

教材P33图1-2所示的游标卡尺精度为

mm 50

1

,即主尺上49mm 与游标上50格同长，如教材图1-3所示。这样，游标上50格比主尺上50格(50mm )少一格(1mm )，即游标上每格长度比主尺每格少1÷50 = 0.02(mm)， 所以该游标卡尺的精度为0.02mm 。

使用游标卡尺时应注意：①一手拿待测物体，一手持主尺，将物体轻轻卡住，才可读数。②注意保护量爪不被磨损，决不允许被量物体在量爪中挪动。③游标卡尺的外量爪用来测量厚度或外径，内量爪用来测量内径，深度尺用来测量槽或筒的深度，紧固螺丝用来固定读数。

(2)螺旋测微器的测量原理及使用时的注意事项：

螺旋测微器又称千分尺，它是把测微螺杆的角位移转变为直线位移来测量微小长度的长度测量仪器。螺旋测微器主要由固定套筒、测量轴、活动套筒(即微分筒)组成。如教材P24图1-4所示，固定套管D 上套有一个活动套筒C(微分筒)，两者由高精度螺纹紧密咬合，活动套筒与测量轴A 相联，转动活动套筒可带动测量轴伸出与缩进，活动套筒转动一周( 360)，测量轴伸出或缩进1个螺距。因此，可根据活动套筒转动的角度求得测量轴移动的距离。对于螺距是0.5mm 螺旋测微器，活动套筒C 的周界被等分为50格，故活动套筒转动1 格，测量轴相应地移动0.5/50=0.01mm,再加上估读，其测量精度可达到0.001 mm 。

使用螺旋测微器时应注意：①测量轴向砧台靠近快夹住待测物时，必须使用棘轮而不能直接转动活动套筒，听到“咯、咯”即表示已经夹住待测物体，棘轮在空转，这时应停止转动棘轮，进行读数，不要将被测物拉出，以免磨损砧台和测量轴。②应作零点校正。

2．为什么胶片长度可只测量一次？ 答：单次测量时大体有三种情况：(1)仪器精度较低，偶然误差很小，多次测量读数相同，不必多次测量。(2)对测量的准确程度要求不高，只测一次就够了。(3)因测量条件的限制，不可能多次重复测量。本实验由对胶片长度的测量属于情况(1)，所以只测量1次。 【思考题】

1．量角器的最小刻度是'30。为了提高此量角器的精度，在量角器上附加一个角游标，使游标30分度正好与量角器的29分度等弧长。求该角游标的精度(即可读出的最小角度)，并读出下图所示的角度。

答：因为量角器的最小刻度是30’，游标30分度与量角器29分度等弧长，所以游标的精度为130

03'='

，图示角

度为 149'45 。

2．用螺旋测微器进行测量时要考虑螺距误差吗？

答：不要。因为用螺旋测微器进行测量时，活动套筒(即微分筒)只向一个方向转动，所以不考虑螺距误差。 3．设计一种修正齿孔面积的方案。

答：齿孔形状如图1所示。齿孔面积S 等于长方形 面积XY 减去修正面积△S 。由图1、图2可知修正面积 等于正方形和内切圆面积之差，所以只要测出内切圆 的半径，就可求出△S 。

用读数显微镜测出图1中的X

1、X

2、Z 1、Z 2，得 内切圆的半径：

2

)

()(1212z z x x R ---=

则修正面积为：

222)4()2(R R R S ππ-=-=?