大学物理实验预习报告
实验一密度测量
密度是物体的属性之一，实验测定固体密度需要进行长度和质量的测量。长度和质量是基本物理量，其测量原理和方法在其他测量仪器中也常常有体现，如游标和螺旋测微（俗称千分尺）的原理等。测量长度的量具，常用较简单的有米尺、游标卡尺和螺旋测微器。这三种量具测量的范围和准确度各不相同，须视测量的对象和条件加以选用。当长度在103cm以下时，需用更精密的长度测量仪器（如比长仪等）或者采用其他的方法（如利用光的干涉和衍射等）来测量。测量物体质量时，需使用天平。天平是物理实验中常用的基本仪器。我们将通过对物体密度的测量来学习使用长度和质量的测量仪器，掌握它们的构造特点、规格性能、读数的原理和规则、使用方法及维护知识等，并注意在以后的实验中恰当的选择使用。
【实验目的】
1、掌握游标卡尺、螺旋测微器及天平的测量原理和使用方法。2、掌握直接测量量和间接测量量的数据处理方法。
【实验仪器】
游标卡尺、螺旋测微器、分析天平、待测圆柱体。
【实验原理】
圆柱体密度计算公式如式（1）所示。

m4mVD2H
（1）
式中，m为圆柱体质量；V为体积；H为高；D为直径。只要直接测出D、H、m，即可间接确定。式（1）适用于质量均匀分布的圆柱体。但由于被测试件加工上的不均匀，必然会给测量带来系统误差。由于加工的不均匀是随机的，所以可以用处理随机误差的方法来减小这种具有随机性质的系统误差，即在试件的不同位置多次测量取平均值的方法来处理。液体密度计算公式如式（2）所示。
m待测液体
待测液体

m水
水
待测液体
m待测液体水m水
（2）
液体密度的测量采用比重瓶法，即使用两个同体积的比重瓶，一个比重瓶中装入水，另外一个比重瓶中装入待测液体。分别利用天平称出两者以及未装入液体之前空比重瓶的质量，代入式（2）中即可求出待测液体的密度，其中水的密度为已知条件。1游标卡尺如图1所示，游标卡尺有两个主要部分，一条主尺和一个套在主尺上并可以沿它滑动的副尺（游标）。游标卡尺的主尺为毫米分度尺，当下量爪的两个测量刀口相贴时，游标上的零刻度应和主尺上的零位对齐。如果主尺的分度值为a，游标的分度值为b，设定游标上
个分度值的总长与主尺上（
1）分度值的总长相等，则有（3）
b
1a
f图1游标卡尺示意图主尺与副尺每个分度值的差值即游标尺的分度值，也就是游标尺的精度（最小读数值）：
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