#力学热学实验中的基本测量仪器

力学热学实验中的基本测量仪器

实验离不开测量，必然少不了使用测试类的仪器。按教学规律，知识的获取应该由浅入深，物理实验也应先简单后复杂。实验者最先于某一实验中遇到某种测量仪器，那他就应该认为这一实验就是对这一测量仪器的“专门训练”。但不可能把每一种测试仪器的知识在每一个相关实验里都编写出来，使实验者开始遇到时就能就近学习。因此我们只有把常用的部分测试仪器的知识从中抽出来归类单独编写在各大类实验的前面，而在具体实验中用到时用文字着重指出在何处查阅，以适应实验者随时的需要。当然还有些测量仪器虽然通用，但在本书只是个别实验用到，那么这类仪器就在相关实验里介绍。本节就力学和热学实验中通用的部分测量仪器的原理，使用方法、注意事项及仪器误差作简单介绍

一、常用长度测量仪器

长度是最基本的物理量，是组成空间的最基本要素之一。世界上任何物体都具有一定的几何尺寸，空间尺寸和物体几何量的测量对现代科学研究、工农业生产以及日常生活需求都有巨大的影响。

（一）米尺

米尺包括钢卷尺和钢直尺，米尺的最小刻度值为1mm，用米尺测量物体的长度时，可以估测到十分之一毫米，同时最后一位是估计的。测量过程中，一般不用米尺的端边作为测量的起点，以免因边缘磨损而引入误差，而可选择某一刻度线（例如10 cm刻线等）作为起点。由于米尺具有一定厚度，测量时就必须使米尺刻度面紧挨待测物体AB（如图2-1所示），否则会由于测量者视线方向的不同（即视差）而引入测量误差（图2-2

）

附：钢直尺和钢卷尺的允许误差

钢直尺钢卷尺

尺寸范围

（mm）

允许误差

（mm）

准确度等级示值允许误差（mm）

Ⅰ级±(0.1±0.1L) >1～300 ±0.10 Ⅱ级±(0.3±0.2L)

>300～500 ±0.15

注：式中L是以米为单位的长度，

当长度不是米的整数倍数时，

取最接近的较大的整“米”数。

>500～1000 ±0.20

1000～1500 ±0.27

>1500～2000 ±0.35

（二）、游标卡尺

游标卡尺是比钢尺更精密的测量长度的工具，它的精度比钢尺高出一个数量级。游标卡尺的结构如图 4-3 所示。

图4-3 游标卡尺

主尺D是钢制的毫米分度尺，主尺上附有外量爪A和内量爪B，游标上有相应的外量爪'A和内量爪'B以及深度尺C，游标紧贴主尺滑动，F是固定游标的螺钉。游标卡尺可用

来测量物体的长度和槽的深度及圆环的内外径等。

(1) 游标原理。游标卡尺的特点是让游标上的n个分格的总长和主尺上(kn ?1)个分格的总长相等。设主尺上的分度值为a，游标上的分度值为b，则有

nb = (kn ? 1)a

主尺上k个分格和游标上1个分格的差值是

a

-=

ka b

n

这里a/n就是游标卡尺的最小分度值。

AA合拢时，游标的零刻线和主尺的零刻线刚以10分度的游标卡尺为例。当它的量爪'

好对齐，游标上第10个分格的刻线正好对准主尺上第9个分格的刻线，如图 3-4 所示。则游标的10 个分格的长度等于主尺上9个分格的长度，而主尺的分度值为a = 1mm，那么游标上的分度值为b = (9/10)mm=0.9mm。则其最小分度值为a/n = 1mm/10 = 0.1mm。若是20分度的游标卡尺，则游标上的20个分格的长度正好等于主尺上39个分格的长度，如图3-5 所示。那么，a = 1mm，b = (39/20)mm= 1.95mm，则2a ? b =0.05mm = 1mm/20 (这里k取2)。则此游标卡尺的最小分度值为0.05mm。

图4-4 10分度游标原理图4-5 20分度游标原理同理对50分度的游标卡尺，a = 1mm，b= 0.98mm = (49/50)mm，那么其最小分度值为

(1 ? 0.98)mm = 0.02mm = 1mm/50。

(2) 游标卡尺的读数要点。以50分度游标卡尺为例，

第一步：根据副尺零线位置以左的主尺上的最近刻度读出毫米的整数位，该图中为6mm；

第二步：根据副尺零线以右和主尺某一刻线对准的刻线数乘以0.02读出小数。该图中副尺零线右第9条线和主尺某刻线对齐，则小数位读数为9×0.02mm＝0.18mm；

第三步：将上面的整数和小数两部份相加，即得总尺寸。如图中的读数为：

6＋9×0.02=6.18（mm ）

在实验中，要求大家学会直接读数。例：6+0.18＝6.18（mm ）

图4-6 50分度游标卡尺读数：6.18mm

游标卡尺的使用注意事项

1.用游标卡尺测量前，应先检查零点。即合拢量爪，检查游标零线和主尺零线是否 对齐，如零线未对齐，应记下零点读数，加以修正。

2.不允许在卡紧的状态下移动卡尺或挪动被测物，也不能测量表面粗糙的物体。一 旦量爪磨损，游标卡尺就不能作为精密量具使用了。

用完卡尺应放回盒内，不得乱丢乱放。 测量长度

（mm ）

示值误差（mm ） 分度值（mm ） 0.02 0.05 0.10 0～150

150～200

200～300

300～500

±0.02 ±0.03 ±0.04

±0.05 ±0.05 ±0.05 ±0.08 ±0.08 ±0.10 500～1000 ±0.07 ±0.10 ±0.15

（三）、螺旋测微器

1、简介

螺旋测微器是比游标卡尺更精密的长度测量仪器，分度值可在001.0~010.mm 之间。常用于测量细丝和小球的直径以及薄片的厚度等。

螺旋测微器的外形如图2-8所示。其中螺母套管B 、固定套管D 和测砧E 都固定在尺架G 上。主尺刻在D 上，主尺上有一条横线称作读数准线，横线的下方刻有表示毫米数的刻线，横线上方刻有表示半毫米数的刻线（也叫半刻度线）。测微螺杆A 、微分筒C 和棘轮旋柄K 是连在一起的。其中微分筒上的刻度通常为50分度。测微螺杆的螺距为0.5，它表示测微螺杆旋转一周时，螺杆延轴线方向前进或后退0.5mm ，每旋转一格时，它延主轴线方向前进或后退0.50.0150

mm 。可见该螺旋测微器的最小分度值为0.01mm ，即千分之一厘米，故也称为千分尺。

图2-8 螺旋测微计示意图

A2－测微螺杆；B3－螺母套管；C5－微分筒；D4－固定套管；

E1－测砧；F7－锁紧装置；G8－尺架；K6－棘轮旋柄。

2、读数方法

使用螺旋测微器测量物体长度时，应先把测微螺杆A往后退开，等待测物体放在测量面A、E之间后，旋转棘轮旋柄K，使测杆和测砧的测量面刚好和物体接触，可在旋转棘轮旋柄时听到咔咔两下声响后停止旋转，最后从固定套筒D的主尺上读出测量结果的整数部分，再从微分筒上读出其小数部分，两者相加得待测物体长度。

具体分以下三步骤：

Ⅰ读整数

从微分筒的端面是读取整数。读数时，看微分筒端面左边固定套筒上露出的数字，也即主尺上的读数，为测量结果的整数部分。

Ⅱ读小数

固定套筒上的读数准线是读取小数的基准。读数时，看微分筒上是哪一条刻线和固定套筒的读数准线重合，同时注意0.5mm半刻度线是否露出，如果固定套筒上的0.5mm刻线没有露出，则微分筒上和读数准线重合的那条刻线对应的数字就是测量结果的小数部分。如果0.5mm刻线已经露出，则应从微分筒上读得的数字再加上0.5mm才是测量结果的小数部分。这是特别应该注意的一个地方，否则会造成读数错误。另外一个要注意的是读数准线对应微分筒上的位置要估读到小数点后第三位。

Ⅲ求和

将测量结果的两部分相加，即为所求的测量结果。图2-9为一读数实例。

(a) 主尺读数5.5mm，微分筒读数0.150mm，总读数5.650mm；

(b) 主尺读数5.0mm，微分筒读数0.150mm，总读数5.150mm。

图2-9 螺旋测微计读数实例

使用螺旋测微器应注意以下几个问题：

1.测量前检查零点读数，并根据零点读数对测量结果作相应的零点修正。

当螺旋测微器的测杆A和测砧E接触时，微分筒上的零线应当刚好和固定套管上的横线对齐，然而实际使用的螺旋测微器由于使用不当等原因，造成初始状态和上述要求不符，也就是有一个不为零的零点读数，具体以图2-10表示两种零点读数的例子来说明。由于对应的位置不同，测量完成后，要从测量值的平均值中减去或者加上零点读数。

图2-10螺旋测微计读数的校正

(a)读数应加上0.035mm；(b) 读数应减去0.030mm.

2.检查零点读数和测量长度时，不可直接转动测微螺杆和微分筒，而应轻轻转动棘轮旋柄。当测杆接触物体时，它会自动打滑，发出“喀、喀”的声响，此时应停止转动，打开锁紧装置同时开始读数。

3.测量完毕关闭锁紧装置，同时使测砧和测微螺杆留出一定间隙，以免因热膨胀而使两

面吻合过度从而损坏螺旋测微器。

附：螺旋测微器的示值误差

测量范围（mm）示值误差（μm）

0～25 25～50 4

50～75 75～100 5

100～125 125～150 6

150～175 175～200 7

（四）、读数显微镜

1、简介

把测微螺旋和显微镜组合起来的精确测量长度的仪器叫读

数显微镜。如图2-11所示，它的测微螺距分度值为1mm，和

螺旋测微计活动套管对应的部分是转鼓A，它的周边等分为100

个分格，每转动一个分格显微镜将平移0.01mm，所以读数显

微镜的测量精度也是0.01mm，量程一般是50mm。读数显微

镜所附的显微镜B一般由三部分组成：(1)目镜、叉丝(靠近目

镜)和物镜。

2、读数显微镜使用及读数方法

(1)转动转鼓A，是指标E1对应在标尺F25mm附近；

(2)旋转目镜C看清十字叉丝；

(3)转动旋柄D，由下而上移动显微镜镜筒，改变物镜到被

测物之间的距离，直至看清被测物，同时移动被测物，使其在

物镜正下方；

(4)转动转鼓A，横向移动读数显微镜，使十字叉丝的交点

和被测物体的目标对准；

(5)从标尺F 和指标1E 读出毫米的整数部分，从转鼓A 和指标2E 读出毫米以下的小数部分，将两部分相加得出目标所在的位置读数；

(6)转动转鼓平移显微镜，

使十字叉丝和被测物的第二个目标对准并采取（5）中相同的读数方法，最后两读数之差即为所测量点之间的距离。

3、使用规则

(1)当转动转鼓A 移动显微镜时，要使被测物两点连成的线和显微镜移动的方向平行；

(2)防止回程误差。当移动显微镜从两个方向对准同一目标进行两次读数时，因螺丝和螺套不可能完全密接，有一定的间隙，旋转方向改变时，它们的接触状态也将改变，两次读数有一定的差值，由此产生的误差称为回程误差。为防止这种误差，在测量时应向同一方向旋转转鼓使十字叉丝和目标对准，如果移动十字叉丝后超过目标，则应该往后多退些，再重新向同一方向转动转鼓去对准目标。

（3）操作时动作要轻，眼睛疲劳后要注意休息。

二、常用质量测量仪器

（一）物理天平

1、简介

天平常用来称量物体的质量。天平是一种利用等臂杠杆原理的装置，其按称量的精确度可分为精确度低的物理天平和精确度高的分析天平。这里主要讲解物理天平，分析天平将在具体实验项目中讲解使用规则。

物理天平横梁的左、中、右各镶有一个刀口。中刀口向下放在玛瑙刀承上，左、右刀口向上，通过吊耳内的玛瑙刀承下挂吊环及吊盘。横梁的起落通过手轮升降杆控制。在立柱的后面装有水准气泡。天平都配有砝码一盒，以称量为1000g 的为例，砝码有200g 、100g 、20g 、2g 的各两个，500g 、50g 、5g 、1g 的各1个．

天平的主要技术参数为称量、感量。其中称量是指天平所能称量的最大质量（量程），

常以克（g ）为单位表示．感量是指使天平指针从平衡位置偏转一分度时所需的最大质量，所以感量也叫做“分度值”，常以“毫克”（mg ）为单位，它反映了天平的灵敏程度。天平还有其他的一些技术参数比如变动性、级别、砝码精度、游码标尺误差等。普通物理实验室中常用的物理天平最大称量是为500g ，感量为20mg 。

图2-11 图2-12

2、安装和调整：

将部件擦净后再安装。吊盘背面标有“1”，“2”标记，应按“左1右2”的原则安装。安装好后，应转动手轮使横梁数次起落，并调整横梁落下时的支承螺丝，达到横梁起落不扭动，落下时中刀口离开中刀承，吊盘刚好落在底座上为最佳状态。

调节底座螺丝使天平水平：调节调平螺丝，使底座上气泡在圆圈刻线中间位置，此时表示天平已处在水平位置。

调节横梁平衡：用镊子把游码拨到左边零刻度处，转动手轮缓慢升起横梁，使指针指在刻度盘中央刻线为准，或使指针两边摆动等幅，如不等幅，则一定要先降下横梁调整横梁两端的平衡螺丝，再缓慢升起横梁观察，若未能达到上述要求，重复操作直到满足横梁平衡为止。另外一点应注意的是：对于天平的整个横梁系统（包括两吊盘在内），重心位于中刀口的正下方。天平的灵敏程度和重心到刀口的距离有关，调节感量砣的位置可改变整个横梁系统的重心位置，重心位置越高，距刀口距离越近天平灵敏度越高，感量也越小。天平出厂时它的感量砣位置是调好的，感量也是确定了，一般在使用天平的过程中不要动它的感量砣。

3、使用方法：

称量物体的质量时应先将待测物体放在左盘中，再用镊子将砝码夹放到右盘中，然后转动手轮，缓慢升起横梁，看指针偏转情况，再降下横梁加减砝码，再升起横梁看指针偏转情况……直到天平平衡时为止，这时砝码和游码所示总质量即为被称物体总质量。

载物台用法：有些实验要求不能把物体直接放入吊盘中称量，此时可借助于载物台．比如测量浸在液体中的物体所受的浮力时可以借助载物台。

复称法，为消除天平不等臂等因素引起的误差，使测量更精密，可以采用复称法：左盘放物体，右盘加砝码，称量值为1m ；然后将物体放右盘，左盘放砝码称量值为2m ，则物体的质量为21m m m 。此结果和臂长无关。

注意：当左盘放物体，右盘加砝码时，物体质量等于砝码质量加上游码读数；当右盘放物体，左盘放砝码时，物体质量等于砝码质量减去游码读数。

4、使用天平的注意事项：

（1）物理天平是比较精密的测量仪器，要特别注意保护它的三个刀口。在使用前，应先用手掂掂物体，估计它的质量，防止超过天平的称量，使用时，被测物和砝码放在盘的中间，再缓慢升起横梁。调天平横梁平衡时平衡螺丝的调节、称量时加减砝码等都要在天平放下来的情况下进行。转动手轮，升起横梁动作要轻，稍稍升起横梁一看不平衡立马轻轻放下横梁，不必将横梁完全升到顶再观察是否平衡。

（2）使用天平时不能用手摸天平，不能把潮湿的东西或化学药品直接放在天平盘里。加减砝码只能用镊子夹取，不能用手拿，用后应及时放回砝码盒。

（3）天平使用完毕要使刀口和刀承分离，两天平之间的零件不能互换，用完后应将天平存放在清洁干燥的地方．

（4）在使用天平时易出现的不当操作还有：调平衡时游码没放在零刻线处，已调好的天平使用时又挪动了位置；加码顺序不是先大后小，应先放上接近物体质量的大砝码，天平不平衡再加入（或换上）小砝码；称完物体，先收砝码，后记录数据；有的甚至没注意到吊盘没挂在两边刀口上就开始称量或没调节天平平衡就开始称量等等，希望大家的注意。

(二)电子天平

本实验室所使用的是型号YP402N 的电子天平,最大称量为400g 。

（1）、操作键的位置识别

①校正键 ②转换键 ③计数键 ④去皮键 ⑤开关键

（2）、电子天平的操作方法

1、水平调整。取下托盘，即可看到水平仪，调节底脚螺丝，使天平水平。

2、天平校正。接通电源，按住开关键2秒以上，此时天平显示“YP402N”后，稳定显示0.00g。使用前预热15分钟，如果天平在空载的情况下偏离零点，则先按去皮键使天平归零，再按校正键，天平显示校正质量后放上校正砝码，天平稳定后显示校正砝码的质量，此时天平校正完毕，方可使用。

3、当所称量的物体质量超过天平的称量范围时，天平将显示“----”，以示警告。

4、按转换键天平可以选择：克（g）、克拉（ct）、盎司（oz）等多种单位质量值。（三）、注意事项

1.称量时要轻拿轻放，特别是不能人为对称盘下的的传感器瞬间加力或拉拔。

2.天平应放置在无震动、无气流、无热辐射及无腐蚀性气体的环境中使用。

3.天平在使用中如出现死机情况则重新启动天平。

三、计时测量仪器

计时仪器是物理实验中常用的一类测量时间的仪器，这里只介绍常用的机械秒表和电子秒表。

1．机械秒表

机械秒表简称秒表，由频率较低的机械振荡系统，锚式擒纵调速器，操纵秒针起动、制动和指针回零的控制机构(包括按钮)，齿轮以及发条等机械零件组成。它分为单针和双针两种。单针式秒表只能测量一个过程所经历的时段，双针式秒表能分别测量两个同时开始不同时结束的过程所经历的时间。图2-17所示的是一种单针式秒表。

通用的秒表有两个针，一个长针为秒针，每转一圈是30s(也有60s、l0s和3s)；另外一个短针为分针，每转一圈是15min或

30min(即测量范围为0~15min或

0~30min)。表面上的数字分别表示s和min

的数值。

使用机械秒表测量所产生的误差可

分为两种情况。

(1) 短时间的测量(几十秒内)，其误差

主要是开始和结束是按表的误差；

(2) 长时间的测量(1min以上)，其误

差主要是秒表走动快慢和标准时间对应

的误差。对不同的秒表，误差程度有所不

同。因此，在进行长时间测量前，应先拿

标准钟和使用的秒表进行校准。

机械秒表使用时应注意：图2-17 机械秒表示意图

(1) 使用秒表前，先检查发条的松紧程度，若发条已经松弛，应旋动秒表上端的按钮，上紧发条，但不宜过紧。

(2) 测量时按下按钮，指针开始运动；再按按钮，指针停止运动；再按一次按钮，指针便会回到零点位置。

(3) 使用秒表时应注意轻拿轻放，尽量避免振动和摇晃。当指针不指零时，应记下零读数，等计时完毕后，再对读数进行修正。

2.电子秒表

电子秒表是一种较先进的电子计时器，目前国产的电子秒表一般都是利用石英振荡器的振荡频率作为时间基准，采用6位液晶数字显示时间。电子秒表的使用功能比机械秒表要多， 它不仅能作为秒表显示分、秒，还能作为时钟显示时、日、月及星期，并且计时功能的精确地能达到1／l00s 。一般的电子秒表连续累计时间为59min 59.99s ，可读到1／l00s ，平均日差±0.5s 。

电子秒表配有三个按钮，如图2-18所示。在图2-10中，1S 为秒表按钮，2S 为功能变换按钮，3S 为调整按钮，只要处于正常状态下就会显示基本的计时功能为“时”、“分”、“秒”。

电子秒表的基本使用方法如下：

(1) 在计时器显示的情况下，将按钮2S 按住2s ，即可出现秒表功能，如图2-18（a ）所示。按一下按钮1S 开始自动计秒，再按一下1S 按钮，停止计秒，显示出所计数据，如图2-18（b ）所示。要是秒表复位只需按住3S 两秒，即可恢复到图2-18（a ）所示状态。这种方法主要用于单次测量。

(2) 若要进行多次测量，比如纪录甲、乙两物体同时出发，但不同时到达终点的运动时间，可采用双计时功能方式。即首先按住2S 两秒钟，秒表出现如图2-18（a ）所示的状态。然后按一下1S ，秒表开始自动计秒。待甲物体到达终点时再按一下3S ，则显示甲物体的计秒数停止，此时液晶屏上的冒号仍在闪动，内部电路仍在继续为乙物体累积计秒。把甲物体的时间记录下后，再按一下3S ，显示出乙物体的累积时间。待乙物体到达终点时，再按一下1S ，冒号不闪动，显示出乙物体的时间。这时若要再次测量就按住3S 两秒，秒表出现2-18(a)所示的状态。若需要恢复正常计时显示，可按一下2S ，秒表就进入正常计时显示状态，在图2-18 (c)中显示出9h 17min 18s 。

(3) 若要进行累加计时测量，在计时器显示的情况下，先按住按钮2S 2s ，即可出现秒表功能，此时按下S 1第一阶段开始计时，再按S 1停止计时，第二阶段达到时按下S 1开始累加计时，再按S 1第二阶段计时结束，此时显示的是第一、第二阶段所有时间之和，第三阶段到达再按S 1

开始计时，

结束时再按

S 1，此时显示的是第一、

第二、第三阶段所有时

间之和。

图2-18 电子

秒表及其调节示意图

材料力学实验报告标准规定答案解析

力学实验报告标准答案

长安大学力学实验教学中心 目录 、拉伸实验? 、压缩实验? 三、拉压弹性模量E测定实验? 四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验? 五、扭转破坏实验-10

六、纯弯曲梁正应力实验? 12 七、弯扭组合变形时的主应力测定实验? 15 八、压杆稳定实验"8

、拉伸实验报告标准答案实验目的: 见教材 实验仪器 见教材实验结果及数据处理：例:（一）低碳钢试件

服应力 (T s = P s /A _273.8 _MP a 屈度极限 (T b = P b /A _411.3 MP a 强试验前 试验后 最小平均直径d= 10.16 mm 最小直径d= 10.15 mm 截面面积A= 81.03 mm 2 截面面积A1= 80.91 mm 2 计算长度L= 100 mm 计算长度L 忤 100 mm 试验前草图 试验后草图 1 ' 1 ''1 1 最大载荷P b =__14.4 KN P s =_22.1 KN P b =_33.2 ____ KN 塑性指标： 伸长率 厘100% L 68.40 % 33.24 % A A 1 面积收缩率 - 100% A 低碳钢拉伸图:

强度极限c b= P b / A = _ 177.7 — M P a 问题讨论： 1、为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件，材料相同而长短不同的试件 延伸率是否相同？ 答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关，同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分，在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件，这样其有关性质才具可比性. 材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的（横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外）. 2、分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征. 答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性，低碳钢延伸率大表现为塑性；低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状，且有45 0的剪切唇， 断口组织为暗灰色纤维状组织。铸铁断口为横断面，为闪光的结晶状组织

力学基本物理量与测量

第二节 力学基本物理量及测量方法 物理学的发展离不开历史上很多伟大的物理实验，很多物理定律就是通过实验来验证或者是实验基础上的推理得到的，物理学的大厦中镶嵌着无数令人瞠目结舌的精妙实验。古人说九尺之台，起于垒土，我们对物理力学的学习，就从基本的力学物理量和简单的测量方法开始。 1．力学的基本物理量 在物理学中，我们用物理量来描述物体的固有的性质和运动的状态。物理量分为基本物理量和导出物理量。力学中通常选长度、质量、时间为基本物理量，这三个物理量可以导出所有力学的导出物理量，例如速度（如右图）。导出物理量是根据物理量的 定义由基本物理量组合而成的。 物理量要同时用数字和单位两部分来表示，否则不产生任何物理意义。 1．1．长度和长度单位 我们用长度这个物理量来表示物体的大小。在国际单位制中，长度的单位是米(m )。为了方便我们也经常使用千米(km )、分米(dm )、厘米(cm )、毫米(mm )、微米(m μ)和纳米(nm )等长度单位。 1m =10—3km ＝10dm ＝102cm ＝103mm ＝106m μ=109nm 。 例题：F 是电容的单位符号，A 是电流强度的单位符号，…… 20mF =__________F =__________F μ 100mA =__________A =__________A μ 500g =___________kg 除以上长度单位以外，在天文学中常用光年、天文单位来做长度单位。1光年是指光在真空中以 8103?米/秒的速度经过1年所走过的距离，约等于9460730472580800米。1天文单位（AU ）是指地 球到太阳的平均距离，约为11 10496.1?米。 请思考：天文望远镜可以看到200亿光年以外的星星，那我们看到的光岂不是来自200亿年前？我们看到的星星的样子是200亿年前样子？我们仰望星空，看到的岂不是不同时间和空

电动势测定与热力学函数测定

华南师范大学实验报告 专业新能源材料与器件年级、班级 课程名称物理化学实验实验项目电池电动势测定与热力学函数测定实验类型?验证?设计?综合实验时间 实验指导老师林晓明老师实验评分 实验7：电池电动势测定与热力学函数测定【实验目的】 1、掌握电位差计的测定原理和原电池电动势的测定方法； 2、加深对可逆电极、可逆电池、盐桥等概念的理解； 3、了解可逆电池电动势测定的应用。 【实验原理】 1在电池中，电极都具有一定的电极电势。当电池处于平衡态时，两个电极的电极电势之差就等于该可逆电池的电动势。规定电池的电动势等于正、负电极的电极电势之差，即： E = ?+-?- 待测电池： Hg|Hg2Cl2|KCl(饱和)||AgNO3(0.02mol?L-1)|Ag 负极反应：Hg+Cl-(饱和)→Hg2Cl2+e- 正极反应：Ag++e-→Ag 总反应：Hg+Cl-(饱和)+Ag+→Hg2Cl2+Ag

银电极的电极电势： ??- ? 饱和甘汞电极的电极电势： ? 饱和甘汞? 饱和甘汞 - ? 饱和甘汞 从上述电池的两个电极电位可算出电池的理论电动势，将测定值与之比较。 原电池电动势不能直接用伏特计来测量，因为电池与伏特计接通后有电流通过，在电池两极上会发生极化现象，使电极偏离平衡状态。另外，电池本身有内阻，伏特计所量得的仅是不可逆电池的端电压。 准确测定电池的电动势只能在无电流（或极小电流）通过电池的情况下进行，需用对消法。 对消法测定原电池电动势 原理：是在待测电池上并联一个大小相等，方向相反的外加电势差，这样待测电池中没有电流通过，外加电势差的大小即等于待测电池的电动势。

热力学与传热学.

《热力学与传热学》综合复习题 一、判断说明下列说法是否正确，并说明理由。 1、某种理想气体经过一个不可逆循环后，其熵的变化值大于零。 2、功的数值仅仅取决于工质的初态和终态，与过程无关。 3、理想气体吸热后，温度一定升高。 4、牛顿冷却公式中的△t可以改为热力学温度之差△T。 5、工质进行膨胀时必须对工质加热。 6、在温度同为T1的热源和同为T2的冷源之间工作的一切不可逆循环，其热 效率必小于可逆循环。 7、工质的熵增就意味着工质经历一个吸热过程。 8、已知湿蒸汽的压力和温度，就可以确定其状态。 9、同一温度场中两条等温线可以相交。 二、简答题 1．有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。为使稀饭凉的更快一些，你认为他应该搅拌碗中的稀饭还是盆中的凉水？为什么？ 2．对于高温圆筒壁来说，加保温层一定能降低对外散热量，对吗？为什么？ 3．在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好？为什么？ 4．同一物体内不同温度的等温线能够相交，对吗？为什么? 5、在某厂生产的测温元件说明书上，标明该元件的时间常数为1秒。从传热学角度，你认为此值可信吗？为什么？

三、计算题 1．一循环，工质从高温热源吸热3.4×106 kJ，输出功率1.1×106 kJ 。试计算该循环的热效率ηt。若循环是在温度分别为577 ℃和30 ℃的恒温热源间完成的，试计算该循环的热效率ηt与同温限下卡诺循环的热效率ηc之比。 2．可视为理想气体的空气在活塞中从1 bar、20℃经历一可逆绝热过程后，压力升为6bar。已知空气的比定压热容c p=1.0 kJ/(kg?K)，比定容热容c V=0.71 kJ/(kg?K)。试计算该过程终了时空气的温度，每千克空气所作的膨胀功。 3．有一直径为5cm初始温度为400℃的钢球，将其突然放到温度为30℃的空气中。设钢球表面与周围环境间的总换热系数为24 W/(m2?K)，试计算钢球冷却到180℃所需的时间。已知钢球的c=480 J/(kg?K)，ρ =7753 kg/m3，λ=33 W/(m?K)。 4．将氧气压送到容积为2m3的储气罐内，初始时表压力为0.3bar，终态时表压力为3bar，温度由t1=45℃升高到t2=80℃。试求压入的氧气质量。当地大气压为P b=760mmHg，氧气R g=260J/(kg?K)。 5．流体受迫地流过一根内直径为25 mm的直长管，实验测得管内壁面温度为120℃，流体平均温度为60 ℃，流体与管壁间的对流换热系数为350W/(m2?K)。试计算单位管长上流体与管壁间的换热量。 6．相距甚近而平行放置的两个面积相等的灰体表面，黑度各为0.6和0.5，温度各为700℃和350℃，试计算它们之间的辐射换热量。 7．一卡诺热机工作于500 ℃和200 ℃的两个恒温热源之间。已知该卡诺热机每秒中从高温热源吸收100 kJ，求该卡诺热机的热效率及输出功率。 8．在一根外直径为120mm的蒸汽管道外包一厚度为25mm的石棉保温层，保温层的导热系数为0.10 W/(m?K)。已知管子外表面温度为250℃，保温层外表面的温度为38℃，试求单位管长的热损失。 9．一定量的空气，经过下列四个可逆多变过程组成的循环。试求：（1）填充

力学与热学作业习题答案

力学与热学作业习题参考答案 第七章 7.1.3 某发动机飞轮在时间间隔t 内的角位移为 34at bt ct θ=+- (:rad,t :s).θ 球t 时刻的角速度和角加速度. [解 答] 34at bt ct θ=+- 23d a 3bt 4ct dt θ ω= =+- 2 d 6bt 12ct dt ωβ==- 7.1.7 飞机沿水平方向飞行，螺旋桨尖端所在半径为150cm ，发动机转速2000rev/min.（1）桨尖相对于飞机的线速率等于多少？（2）若飞机以250km/h 的速率飞行，计算桨尖相对于地面速度的大小，并定性说明桨尖的轨迹. [解 答] 取地球为基本参考系，飞机为运动参考系。 （1）研究桨头相对于运动参考系的运动： n R 1.5314.16(m /s) 30 πνω== ?=相 （2）研究桨头相对于基本参考系的运动： ,321.7(m /s) νννννν=+⊥∴==绝相牵相牵 绝 由于桨头同时参与两个运动：匀速直线运动和匀速圆周运

动。故桨头轨迹应是一个圆柱螺旋线。 7.2.2 在下面两种情况下求直圆锥体的总质量和质心位置.（1）圆锥体为均质；（2）密度为h 的函数: h (1),L ρρρ =-为正常数. [解 答] 建立如图坐标O-x,由对称轴分析知质心在x 轴上。 由 c dm dv dv dm dv dv x x x x ρρ=== ?????? 得： （1）L 2 c 2 (a /L)d 3L 14 a L 3 x x x ππ= = ? 质量 21 m v a L 3ρπρ == （2）L 200c 2 00 a h ()(1)d 4L L L(h=L ) h a 5(1)()d L L x x x x x x x ππρρπ??-==--??? 质量 22 000h a L m (1)()d a L L 4x x π ρπρπ=-?=? 7.3.5 一转动系统的转动惯量为2 I 8.0kg.m =，转速为41.9rad/s ω=，两制动闸瓦对轮的压力都为392N ，闸瓦与轮缘间的摩擦系数为 0.4μ=，轮半径为r 0.4m =，从开始制动到静止需要用多少时间？ [解 答] z z z M I β=∑ z 2z z M 15.68(rad /s ) I β∴= =-∑ x

大学物理实验预习报告(力学基本测量)

大学物理实验预习报告

实验原理及仪器介绍： 圆柱体密度计算公式如式（1）所示。 H D m V m 2 4πρ== （1） 液体密度计算公式如式（2）所示。 水 水 待测液体待测液体水 水 待测液体 待测液体 m m m m ρρρρ?= ?= （2） 实验仪器： 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n 个分度值的总长与主尺上（ n-1 ）分度值的总长相等，则有 a n n b )1(-= （3） 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）： - =-a b a n a n a n =-)1( （4） 常用的三种游标尺有50,20,10=n ,即精度各为、、。 游标尺的读数方法是：先读出游标零线以左的那条线上毫米级以上的读数L 0，即为整数值；然后再仔细找到游标尺上与主尺刻线准确对齐的那一条刻线（该刻线的两边不对齐成对称状态），数出这条刻线是副尺上的第k 条，则待测物的长度（即为小数值）为 n a k L L ? +=0 （5） 图2是50=n 分度游标卡尺的刻度及读数举例。图上读数： 00.0215.00120.0515.60L L k mm =+?=+?= 图2 游标卡尺读数示意图 螺旋测微器 如图3所示，螺旋测微器是在一根测微螺杆上配一螺母套筒，上有分度的标尺。测微螺杆的后端连接一个有50个分度的微分套筒，螺距为50mm 。当微分套筒转过一个分度时，测微螺杆就会在螺母套筒内沿轴线方向改变。也就是说，螺旋测微器的精密度（分度值）是。由此可见，螺旋测微器是利用螺旋（测微螺杆的外螺纹和固定套筒的内螺纹精密配合）的旋转运动，将测微螺杆的角位移转变为直线位移的原理实现长度测量的量具。 图3 螺旋测微器示意图 在使用螺旋测微器时，应该检查零线的零位置，当螺杆的一端与测砧相接触时，往往会0

#力学热学实验中的基本测量仪器

力学热学实验中的基本测量仪器 实验离不开测量，必然少不了使用测试类的仪器。按教学规律，知识的获取应该由浅入深，物理实验也应先简单后复杂。实验者最先于某一实验中遇到某种测量仪器，那他就应该认为这一实验就是对这一测量仪器的“专门训练”。但不可能把每一种测试仪器的知识在每一个相关实验里都编写出来，使实验者开始遇到时就能就近学习。因此我们只有把常用的部分测试仪器的知识从中抽出来归类单独编写在各大类实验的前面，而在具体实验中用到时用文字着重指出在何处查阅，以适应实验者随时的需要。当然还有些测量仪器虽然通用，但在本书只是个别实验用到，那么这类仪器就在相关实验里介绍。本节就力学和热学实验中通用的部分测量仪器的原理，使用方法、注意事项及仪器误差作简单介绍 一、常用长度测量仪器 长度是最基本的物理量，是组成空间的最基本要素之一。世界上任何物体都具有一定的几何尺寸，空间尺寸和物体几何量的测量对现代科学研究、工农业生产以及日常生活需求都有巨大的影响。 （一）米尺 米尺包括钢卷尺和钢直尺，米尺的最小刻度值为1mm，用米尺测量物体的长度时，可以估测到十分之一毫米，同时最后一位是估计的。测量过程中，一般不用米尺的端边作为测量的起点，以免因边缘磨损而引入误差，而可选择某一刻度线（例如10 cm刻线等）作为起点。由于米尺具有一定厚度，测量时就必须使米尺刻度面紧挨待测物体AB（如图2-1所示），否则会由于测量者视线方向的不同（即视差）而引入测量误差（图2-2 ） 附：钢直尺和钢卷尺的允许误差 钢直尺钢卷尺 尺寸范围 （mm） 允许误差 （mm） 准确度等级示值允许误差（mm） Ⅰ级±(0.1±0.1L) >1～300 ±0.10 Ⅱ级±(0.3±0.2L) >300～500 ±0.15 注：式中L是以米为单位的长度， 当长度不是米的整数倍数时， 取最接近的较大的整“米”数。 >500～1000 ±0.20 1000～1500 ±0.27 >1500～2000 ±0.35 （二）、游标卡尺 游标卡尺是比钢尺更精密的测量长度的工具，它的精度比钢尺高出一个数量级。游标卡尺的结构如图 4-3 所示。

力学计量简介

力学计量简介 力学计量简介 力学计量主要包括质量、力值、扭矩、硬度、压力、真空、震动、冲击、转速、恒加速度、流量、流速、容量等计量测试。 力学计量的理论基础是牛顿力学。 质量是一个基本的物理量，单位是kg。质量是物体所具有的一种属性，它表征物体的惯性和它在引力场中相互作用的能力，质量是标量。质量计量的准确性不仅取决于砝码，还取决于天平。 力是物体之间的相互作用。力的计量单位是N。测力的方法可以分为两类，即通过对质量和加速度的测量来求得力值；另一种方法是物体在受力后产生的变形量或与内部应力相应的参数的测量而求得力值。 扭矩是力与力臂的乘积，计量单位N·m。如果准确地测出力的大小及该力到力的作用点的力臂长度，便可准确地测得力矩值。 硬度是指物体软硬的程度。硬度本身不是一个确定的物理量，而是一个于物体的弹性形变、塑性形变和破坏有关的量。硬度计量的方法很多，一般分为静载压入法和动载压入法。静载压入法有布氏法、洛氏法、表面洛氏法、维氏法和显微硬度法等。动载压入法有肖氏法等。 压力是指垂直作用于单位面积上的力，单位是Pa。压力计量可分为静态和动态压力计量。按压力计量范围大体有微压、低压、中压、高压和超高压等。测量的具体压力又分为绝对压力、大气压力和表压力等。真空是在给定的空间内，低于标准大气压的气体状态，使用真空度来描述，单位是Pa。真空计量标准可以分为绝对标准和相对标准。绝对标准是真空计量的基础，实际应用是真空标准多为性能稳定的相对标准。 振动是用位移、速度、加速度和频率等物理量来描述。校准方法一般有绝对法和比较法。对于加速度计常要校准其灵敏度和灵敏度随频率的变化。校准装置采用高、中、低频振动标准校准装置等。冲击是激起系统瞬间扰动的力、位置、速度和加速度的突然变化，该变化的时间要小于系统的基本周期。冲击加速度的单位是m/s^2。冲击的校准方法一般分为三种，绝对法、间接法和比较法。 转速或角速度是单位时间的角位移。标准转速装置是校准和检定转速表的主要装置，由复现转速的装置和转速测量装置组成。转速的计量单位是r/min。恒加速度计量是利用标准装置校准线、角加速度计的特性。线加速度计量是利用静态(低频)加速度标准器校准加速度计的静态数学模型和低频动态特性。角加速度计量是利用角加速度标准器校准角加速度的静态数学模型和低频动态特性。 流量是在单位时间内通过有效截面流体的体积或质量。流量计量对流体的体积流量(单位为m^3/h)、质量流量(单位为kg/h)进行计量。流体流量的测量方法有容积法和称量法。气体流量的测量方法主要有钟罩法、活塞法和音速喷管等。 流速是单位时间流体流动的距离，最常用的计量单位是m/s。流速的测量一般有三种基本方法，压差法、热线(膜)法和激光法。

大学物理实验--第1部分 力学、热学

第一部分力学、热学 长度测量 ⑴使用游标时，怎样识别它的精度？ ⑵如何从卡尺和螺旋测微计上读出被测的毫米整数和小数？ 密度的测量 ⑴用静力秤衡法测固体密度，在秤浸入液体中的固体质量时，能否让固体接触烧杯壁和底部，为什么？ ⑵在测量时如果比重瓶①装满水，内有气泡；②装满水和固体，内有气泡。试分别讨论实验结果偏大还是偏小？ ⑶如要测定一块任意形状的石蜡的密度，试选择一种实验方法，写出测量的步骤。 ⑷若已精确地知道砝码组里质量最大的一个砝码的真实值，能否通过它来校准整个砝码组？若知道砝码组中任一个砝码的精确值呢？能行吗？ 三线悬盘测刚体转动惯量 ⑴为什么：两盘水平，三根悬线长度相等？ ⑵怎样启动三线摆才能防止晃动？ ⑶为什么三线摆的扭转角不能过大？ ⑷仪器常数m 0、m 1 、m 2 应选用什么仪器测量？a和b分别表示什么距离？为什么周期T要通过测量50 周的时间50T计算得到，直接测量行吗？ 碰撞和动量守恒 ⑴分析实验过程中的守恒原理，动量和能量是否遵守同一守恒定律、你能给出什么结论？ ⑵比较以下实验结果： ①把光电门放在远离及靠近碰撞位置； ②碰撞速度大和小； ③正碰与斜碰 ④导轨中气压大与小。 拉伸法测杨氏模量 ⑴仪器调节的步骤很重要，为在望远镜中找到直尺的象，事先应作好哪些准备，试说明操作程序。 ⑵如果在调节光杠杆和镜尺组时，竖尺有5度的倾斜，其它都按要求调节。问对结果有无影响？影响多大？如果竖尺调好为竖直而小镜有5度的倾斜，对结果有无影响？ ⑶本实验中各个长度量用不同的仪器来测量是怎样考虑的，为什么？

⑷利用光杠杆把测微小长度△L变成测D等量，光杠杆放大率为2D／l，根据此式能否以增加D减少1来提高放大率？这样做有无好处？有无限度？应怎样考虑这个问题？ ⑸试试加砝码后立即读数和过一会读数，读数值有无区别，从而判断弹性滞后对测量有无影响。由此可得出什么结论？ 天平测量质量 定义惯性质量的灵敏度为：，试问：为了提高惯性秤的灵敏度，应注意哪几点？试分别讨论实验结果偏大还是偏小？ 惯性秤测量质量 ⑴处在失重状态的某一个空间有两个质量完全不同的物体，试用天平区分他们引力质量的大小；若用惯性秤，能区分他们的惯性质量大小吗？ ⑵定义惯性质量的灵敏度为： 直线运动中速度的测量 ⑴气垫导轨调平的标准是什么？ ⑵如何消除气垫导轨气流阻力对实验的影响？ ⑶气垫未调平对速度、加速度的测量结果有何影响？ 声速的测量 ⑴固定两换能的距离改变频率，以求声速，是否可行？ ⑵各种气体中的声速是否相同，为什么？ 用弦振动形成的驻波求振动频率 ⑴驻波有什么特点？在驻波中波节能否移动，弦线有无能量传播？ ⑵如砝码有摆动，会对测量结果带来什么影响？ 二维碰撞运动的研究 ⑴气桌调平的作用是什么？气桌的不平度对实验结果有何影响？ ⑵测量了磁性浮子碰撞前后的动量后，如何从分析误差的角度来说明体系的动量是守恒的？ 空气密度的测量 ⑴在测量空气密度时，称衡质量为何要用复称法？ ⑵空气浮力、砝码误差对质量称衡的影响如何？ 表面张力系数的测定 ⑴焦利氏秤法测定液体的表面张力有什么优点？

热学与力学综合的计算题

中考《物理力学与热学综合计算题》专题 1、2005年12月起，我市开始推广使用乙醇汽油。乙醇汽油是由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的能源。乙醇汽油能有效改善油品的性能和质量。它不影响汽车的行驶性能，还减少有害气体的排放量。乙醇汽油的推广及使用，可以缓解因石油资源短缺而造成的经济压力，乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点。 东湖风景秀丽，水面开阔，乘坐快艇是许多游客积极参与体验的水上娱乐项目。为了保护环境，东湖风景区管委会改用乙醇汽油作为快艇的燃料。下表为某种快艇的部分技术参数： （ ①；②． （２）为保证安全，快艇上乘客的质量之和不得超过 kg． （３）已知该快艇使用的乙醇汽油热值约为4.6×107J/kg，密度约为0.7×103 kg /ｍ3，它在水中匀速航行时所受的阻力ｆ＝1400N,若发动机的效率为25%，则该快艇匀速行驶46 kｍ耗油多少L？ 2、汽车在行驶中，由于路况和车速的不同，发动机的实际功率也不同，通常行驶时，实际功率要小于它的最大功率。某型号轿车的有关数据如下表。 （某标号汽油的热值约为4.5×107J/kg，密度约为07×103kg/m3）求： （l）若轿车以100km/h的速度匀速行驶lh，则轿车消耗了多少千克的汽油？ （2）若轿车发动机的效率是30％，当轿车以100km/h的速度匀速行驶时，发动机的实际功率是多少瓦特？ 3、汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利，促进了社会经济的发展。某型号四轮汽车质量为1.6×103Kg，每个轮子与地面的接触面积为0.02m2，当它以60Km/h的速度在平直路面上匀速行驶时，受到的阻力为600N，每行驶100Km消耗汽油量为8L。完全燃烧1L汽油释放的能量为3.7×107J(取g=10N/Kg)。求： (1)汽车静止时对路面的压强。 (2)汽车以60Km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率。 (3) 汽车以60Km/h的速度匀速行驶时，汽车的效率。 (4)汽车有很多用途，但也带来很多不利影响，请列举一例，并就如何减小该不利影响提出一条合理化建议。 4、已知某型号的载重车在一段平直的高速公路上匀速行驶10.08km，所用时间是8min，消耗燃油3L（假设燃油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为63kW。若燃油的密度是0.8×103kg/m3，热值为3.15×107J/kg，

材料力学实验报告答案

篇一：材料力学实验报告答案 材料力学实验报告 评分标准拉伸实验报告 一、实验目的（1分） 1. 测定低碳钢的强度指标（σs、σb）和塑性指标（δ、ψ）。 2. 测定铸铁的强度极限σb。 3. 观察拉伸实验过程中的各种现象，绘制拉伸曲线（p－δl曲线）。 4. 比较低碳钢与铸铁的力学特性。 二、实验设备（1分） 机器型号名称电子万能试验机 测量尺寸的量具名称游标卡尺精度 0.02 mm 三、实验数据（2分） 四、实验结果处理（4分） ?s??b? psa0pba0 ＝300mpa 左右＝420mpa 左右 ＝20～30％左右＝60～75％左右 ?? l1?l0 ?100％ l0a0?a1 ?100％ a0 ?＝ 五、回答下列问题（2分，每题0.5分） 1、画出（两种材料）试件破坏后的简图。略 2、画出拉伸曲线图。 3、试比较低碳钢和铸铁拉伸时的力学性质。 低碳钢在拉伸时有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段，而铸铁没有明显的这四个阶段。 4、材料和直径相同而长短不同的试件，其延伸率是否相同？为什么？相同 延伸率是衡量材料塑性的指标，与构件的尺寸无关。压缩实验报告 一、实验目的（1分） 1. 测定压缩时铸铁的强度极限σb。 2. 观察铸铁在压缩时的变形和破坏现象，并分析原因。 二、实验设备（1分） 机器型号名称电子万能试验机（0.5分） 测量尺寸的量具名称游标卡尺精度 0.02 mm （0.5分） 三、实验数据（1分）四、实验结果处理（2分） ?b? pb =740mpaa0 左右 五、回答下列思考题（3分） 1.画出（两种材料）实验前后的试件形状。略 2. 绘出两种材料的压缩曲线。略 3. 为什么在压缩实验时要加球形承垫？

中考物理力学与热学综合计算题

中考《物理力学与热学综合计算题》专题复习学案 一、复习目标： 1、理解并熟记力学、热学中的计算公式 2、能够准确的从图表中找出计算相关问题的有用信息 3、利用题目中的已知条件选用适当的公式，准确、规范的求出所要求解的物理量 二、典型例题解析 例： 2005年12月起，我市开始推广使用乙醇汽油。乙醇汽油是由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的能源。乙醇汽油能有效改善油品的性能和质量。它不影响汽车的行驶性能，还减少有害气体的排放量。乙醇汽油的推广及使用，可以缓解因石油资源短缺而造成的经济压力，乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点。 东湖风景秀丽，水面开阔，乘坐快艇是许多游客积极参与体验的水上娱乐项目。为了保护限载6人排水量 油箱容积40L快艇自身质量1000kg （1）请写出使用乙醇汽油的两点好处 ①； ②． （２）为保证安全，快艇上乘客的质量之和不得超过 kg． （３）已知该快艇使用的乙醇汽油热值约为×107J/kg，密度约为×103 kg /ｍ3，它在水中匀速航行时所受的阻力ｆ＝1400N,若发动机的效率为25%，则该快艇匀速行驶46 kｍ耗油多少L 出现的问题反思：解题方法总结： 针对性练习: 1、汽车在行驶中，由于路况和车速的不同，发动机的实际功率也不同，通常行驶时，实际功率要小于它的最大功率。某型号轿车的有关数据如下表。 （某标号汽油的热值约为×107J/kg，密度约为07×103kg/m3） 求：（l）若轿车以100km/h的速度匀速行驶lh，则轿车消耗了多少千克的汽油 （2）若轿车发动机的效率是30％，当轿车以100km/h的速度匀速行驶时，发动机的实际功率是多少瓦特

热力学统计结课作业

热力学·统计物理结课作业 学院：理学院 班级：应用物理二班 学号：11510203 姓名：司家旺

绝对零度的思考 摘要: 简要叙述了绝对零度的定义、由来和极低温的历史。对绝对零度的定义以及不可达到性谈了自己的理解。说明了不能从热力学第二定律推导绝对零度不可能达到的原因。同时记载了人类在迈向绝对零度，改写低温记录的历程。最后阐述了绝对零度不可能达到与热力学第三定律是不等价的。 关键词:绝对零度；温度；理想气体 The thought of the absolute zero Abstract: It Briefly describes the definition，the origin and the extremely low temperature of the absolute zero . according to the definition of the absolute zero，we know the definition of the absolute zero cannot reach sexual and we talk about our own understanding. the instructions from the second law of thermodynamics is absolute zero impossible reason.what’s more the second law of thermodynamics against the absolute zeor，in a human the absolute zero temperature records Constantly to be rewritten.Finally expounds absolute zero may not achieve and the laws of thermodynamics and BuDengJia is not equivalence. Key words: Absolute zero；Temperature；The ideal gas 引言： 目前公认的绝对零度,是热力学温标的起点,相当于-273.15℃。研究发现,温度降低时,分子运动会变慢,温度降低的极限就是分子静止时的温度,由此得出了绝对零度的概念。绝对零度无法测量,因为要使一种测量温度的仪器既要测到绝对零度而又不会干扰受测的系统是不现实的。如果受测系统受到干扰,比如因仪器温差引起的热干扰或接触引起的运动干扰,那么待测体系的分子或原子就会运动,这样就不是绝对零度了。 正文： 1.绝对零度的由来

中考物理力学与热学综合计算题[1]

力学与热学综合计算题 1、2005年12月起，我市开始推广使用乙醇汽油。乙醇汽油是由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的能源。乙醇汽油能有效改善油品的性能和质量。它不影响汽车的行驶性能，还减少有害气体的排放量。乙醇汽油的推广及使用，可以缓解因石油资源短缺而造成的经济压力，乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点。 东湖风景秀丽，水面开阔，乘坐快艇是许多游客积极参与体验的水上娱乐项目。为了保护环境，东湖风景区管委会改用乙醇汽油作为快艇的燃料。下表为某种快艇的部分技术参数： （① ；② ． （２）为保证安全，快艇上乘客的质量之和不得超过 kg ． （３）已知该快艇使用的乙醇汽油热值约为4.6×107J/kg ，密度约为0.7×103 kg /ｍ3 ，它在水中匀速航行时所受的阻力ｆ＝1400N,若发动机的效率为25%，则该快艇匀速行驶46 k ｍ耗油多少L ？ 2、汽车在行驶中，由于路况和车速的不同，发动机的实际功率也不同，通常行驶时，实际功率要小于它的最大功率。某型号轿车的有关数据如下表。 （某标号汽油的热值约为4.5×107J/kg ，密度约为07×103kg/m 3 ）求： （l ）若轿车以100km/h 的速度匀速行驶lh ，则轿车消耗了多少千克的汽油？ （2）若轿车发动机的效率是30％，当轿车以100km/h 的速度匀速行驶时，发动机的实际功率是多少瓦特？ 3、汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利，促进了社会经济的发展。某型号四轮汽车质量为1.6×103Kg ，每个轮子与地面的接触面积为0.02m 2，当它以60Km/h 的速度在平直路面上匀速行驶时，受到的阻力为600N ，每行驶100Km 消耗汽油量为8L 。完全燃烧1L 汽油释放的能量为3.7×107J(取g=10N/Kg)。求： (1)汽车静止时对路面的压强。 (2)汽车以60Km/h 的速度匀速行驶时，牵引力的功率。 (3) 汽车以60Km/h 的速度匀速行驶时，汽车的效率。 (4)汽车有很多用途，但也带来很多不利影响，请列举一例，并就如何减小该不利影响提出一条合理化建议。 4、已知某型号的载重车在一段平直的高速公路上匀速行驶10.08km ，所用时间是8min ，消耗燃油3L （假设燃油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为63kW 。若燃油的密度是0.8×103kg /m 3，热值为3.15×107J /kg ，求： （1）汽车行驶速度是多少？ （2）汽车行驶过程的牵引力是多大？ （3）汽车发动机的效率是多少？ 5、电动车因为具有轻便、快捷和环保等优点备受大家喜爱，下表是某型号电动自行车的相关数据。若骑车人的质量是60kg ，在10min 内连续行驶3km ，根据相关信息求： （1）在行驶过程中，车对地面的压强是多大（g 取10N/kg ）。 （2）该电动自行车在10min 内克服阻力所做的功。 （3）电动机所做的功。

完整力学计量基础教程

力学计量基础教程 概述 力学是研究物体在力的作用下运动状态发生变化和产生变形的规律的科学，而力学计量是在力学研究的基础上加上计量学研究，研究的是各种力学量的计量与测试的理论与方法，以确定量值为目的，最终用一个数和一个合适的计量单位来表示出被测的力学量值。其主要包括质量、容量、密度、流量、力值、硬度、转速、压力等计量项目。 质量是物体所含物质多少的量度，是物体的基本属性，在国际单位制中用符号kg(千克或公斤)表示。质量是力学计量中最基本的计量项目之一。标准砝码、测量仪器和测量方法称为质量计量的三大要素。测量方法有交换法、替代法、连续替代法和直接衡量法。 容量也称容积，它是指容器内可容纳物质（气体、液体、固体颗粒）体积的量，亦即容器内部所含有的空间体积。它不仅具有重要的科学意义，而且是一项基础性的法制计量工作习惯上常用单位升（L）。容量计量有衡量法、容量比较法、几何尺寸测量计算法。 密度是指物体单位体积所含物质的质量值，或者说是物体质量与体积之比，国际单位制中密度的单位为千克/米3，符号为kg/m3,测量密度的方法有两大类，一类是直接测量法，即通过测量物质的质量和体积，经计算确定物质的密度；另一类是间接测量法，即是利用各种物理效应，使另一个物理量随物质密度的变化而改变，通过测量该物理量的大小确定物质的密度。 力是物体与物体之间的相互作用，即一个物体对另一个物体的作用，其在国际单位制中单位为牛顿，符号N。力是矢量，力的大小（力值）、力的方向及作用点是力的三要素。力的效应分为“动力效应（可用牛顿第二定律表征的）”和“静力效应（内部应力）”，上述也是测量力的两种方法。 硬度是材料或工件软硬程度的定量表示，它表征了材料抵抗弹性变形和破坏的能力。按试验力加速度的大小，将试验分为静态硬度试验（布氏硬度、洛氏硬度、维氏和显微硬度试验）和动态硬度试验（肖氏、里氏硬度试验）。 第一章质量计量 质量是物体所含[物质]多少的量度，是物体的基本属性，在国际单位制中用符号[kg(千克或公斤) ]表示。质量也是是描述物体的惯性及该物体吸引其它物体的引力性质的物理量，是惯性质量与引力质量和统称． 所有物质都具有两种性质：惯性和引力。惯性是每个物体所具有的保持其原有运动状态的性质，

力学与热学试卷A2012

南京邮电大学2010/2011学年第二学期 《力学与热学》期末试卷（A ） 院(系)理学院 班级学号姓名题号一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 得分 自觉 遵 守考试规则，诚信考试绝不作 弊 装 订线 内不要 答 题 ...................................装......................................订......................................线...................................... 得分 一、填空题［每题4分，共48分］ 1.已知质点的运动轨迹x (t )=r cos ωt ，y (t )=r sin ωt (t ≥0)，该轨迹用自然参数s 可表示为：x (s )= ，y (s )= 。 2.势函数V (x )=x/(x 2+1)的稳定平衡点x 0= ，质量为m 的粒 子在x 0处作微小振动，由简谐近似知其振动的角频率ω= 。 3.一维平面简谐波的波长为λ，已知在x 0处的振动状态ξ(x 0,t )=A cos(ωt +φ0)；那么，向左传播的波函数ξ(x,t )=；向右传播的波 函数ξ(x,t )= 。 4.运用事件语言，同一事件在两惯性系中的时空坐标变换对绝对时空观而言为变换，对相对论时空观为 变换；爱因斯坦主 要基于 和 基础上建立了狭义相对论。 5.静止长度为l 的直杆以速度v 相对地面运动，请问其运动长度为 。 6.针对某种温度计，设定其测温属性为X 1、X 2时的温度为T 1、T 2，按线性标度法有T (X )=。 7.热力学温标 （是／不是）一种经验温标；它与理想气体温标 （可以／不可以）取得一致。 8.热力学第一和第二定律分别定义了态函数：和。 9.绝热过程和等温过程的热容量分别为C 绝热=和C 等温= 。 10.如x 和y 为某热力学系统的状态参量，请问y d x （是／不是）恰当微 分，xy 2d x +x 2y d y （是／不是）恰当微分。

实验一基本力学量的测量

实验一 基本力学量的测量 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。 练习一 长 度 的 测 量 实验目的： 1.分别用游标卡尺及螺旋测微计测量长方体、球体等试样的尺寸，并求长方体、球体 的体积； 2.多次等精度测量误差的运算，求绝对误差和相对误差。 实验仪器 游标卡尺，螺旋测微器，待测物体 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。

?? ?? ??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 1ｙ σ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n 1 。 ? 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）。σ是游标卡尺的准确度，第二项n σ就是从游标上读出的毫米以下的长度部分。如图1-2中游标卡尺：分度值为0.05mm ，游标的第9格与主尺的某一条线对齐，所以读数为4mm+0.05mm*9=4.45mm 。 图1-2 游标卡尺的读数 二、螺旋测微计（千分尺） 螺旋测微计是比游标卡尺更精密的长度测量仪器。?它的量程是25mm ，分度值是0.01mm 。螺旋测微计结构的主要部分是微动螺旋杆，相邻螺纹距是0.?5mm 。因此，当螺旋杆旋转一周时，它沿轴线方向只前进0.5mm 。螺旋杆是和螺旋柄相连的，在柄上附有沿圆周的刻度（微分筒）共有50个等分格。当螺旋柄上的刻度转过一个分格时，螺旋杆沿轴

热力学课程报告

课程编号#: S01Q 2014年秋季学期 高等热力学课程报告 [1] Shakeel F., Bhat M. A., Haq N., et al. Measurement, Correlation and Thermodynamics of Solubility of Metronidazole in 2-(2-ethoxyethoxy)ethanol + Water Cosolvent Mixtures at (298.15 to 333.15) K[J], Journal of Molecular Liquids, 2014, 200(2014): 398-403/甲硝唑在(298.15 to 333.15) K时在二乙二醇单乙醚和水 的共溶剂混合物中溶解度的测量、相关性及热力学研究 [2] Xia F, Tian J. Study on dyeing properties of wool fabric under low temperature[C]//The 2010 International Conference on Information Technology and Scientific Management, Scientific Research Publishing, Wuhan. 2010./低温下的羊毛 织物染色性能的研究

Measurement, Correlation and Thermodynamics of Solubility of Metronidazole in 2-(2-ethoxyethoxy)ethanol + Water Cosolvent Mixtures at (298.15 to 333.15) K Faiyaz Shakeel a,b,*, Nazrul Haq a,b, Fars K. Alanazi b,c, Ibrahim A. Alsarra a,b a Center of Excellence in Biotechnology Research, College of Science, King Saud University, P.O. Box 2460, Riyadh 11451, Saudi Arabia b Department of Pharmaceutics, College of Pharmacy, King Saud University, P.O. Box 2457, Riyadh 11451, Saudi Arabia c Kayyali Chair for Pharmaceutical Industry, Department of Pharmaceutics, College of Pharmacy, King Saud University, P.O. Box 2457, Riyadh 11451, Saudi Arabia ●问题描述 甲硝唑的IUPAC命名为是2-甲基-5-硝基咪唑-1-乙醇（分子式C6H9N3O3；摩尔质量171.15g·mol- 1，CAS注册号443-48-1）。它是一个功能强大的抗原生动物药和抗菌剂，临床上在阿米巴结肠炎，贾第虫病和毛滴虫病的治疗是有效。它是一种微溶药物在水（平衡溶解度为10mg·mL?1的在20℃和10.5 mg·mL?1在25℃下），这是甲硝唑配方开发的主要障碍。药物的热力学参数焓和熵表明重要的热性能，可用于药物的热特性化。这些热参数也被用来表征药物的结晶或非结晶性质及溶解度和溶解速度。一些共溶剂如乙醇，二甲基乙酰胺，丙二醇和丙酮缩甘油已被用于提高甲硝唑的水溶性。共溶剂技术是水溶液中药物增溶和稳定的无错技术。共溶剂混合物中的水难溶性化合物的溶解度数据（存在温度依赖性），在医药，化工等行业的广泛应用使得其具有显著的重要性。乙醇，丙二醇和聚乙二醇-400常用于水难溶性化合物的配方开发和增溶作用的共溶剂。最近二乙二醇单乙醚也被研究作为乙醇，丙二醇和聚乙二醇-400在各种水难溶性药物，如对乙酰氨基酚，双氯芬酸钠，格列本脲，利培酮，他达拉非，缩氨基硫脲和异烟肼类似物中增溶作用的高效和替代共溶剂。甲硝唑在二乙二醇单乙醚和水的共溶剂混合物中温度依赖性的溶解度数据还没未见报道。因此，本研究的目的是要使用摇瓶方法在不同的二乙二醇单乙醚和水的共溶剂混合物中研究甲硝唑的温度依赖性溶解度数据（从2981.5K至333.15K）。 ●文章采用的数理模型/实验方法 材料：研究中使用的甲硝唑（质量分数纯度0.992）得自Sigma Aldrich公司（圣路易斯，密苏里州）。卡必醇〔IUPAC名：二乙二醇单乙醚和质量分数纯度0.999]，样品从Gattefosse购买（法国里昂），蒸馏水从蒸馏装置收集。 甲硝唑溶解度测量：甲硝唑在不同二乙二醇单乙醚（质量分数m=0.0-1.0）和水的共溶剂混合物中的溶解度，由摇瓶法在常压和温度范围298.15-333.15K 内测量。过量甲硝唑在10ml容量瓶中加入5g溶于各共溶剂混合物。每个固-液混合物，然后保持在恒温摇床水浴，以100rpm时的振荡速度保持72小时。72小时后，所有的固-液混合物从摇床水浴中取出，并在2小时内每个烧瓶底部使