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1、廣東第二師范學(xué)院學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告院(系)名稱物理與信息工程系班別15電子班姓名許柳飛專業(yè)名稱電子信息工程學(xué)驗(yàn)課程名稱普通物理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱固體和液體密度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)間 2016年 4月 6日實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)物理實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)成績(jī)指導(dǎo)老師簽名內(nèi)容包含:實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)使用儀器與材料、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理與歸納(數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算等)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析、實(shí)驗(yàn)心得【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚?熟練掌握物理天平的構(gòu)造原理及調(diào)整和使用方法。2掌握測(cè)定固體和液體密度的兩種方法(靜力稱衡法和比重瓶法)?!緦?shí)驗(yàn)使用儀器與材料】:物理天平,待測(cè)物體,線繩,燒杯,水,比重瓶,溫度計(jì),砝碼,待測(cè)液(鹽水)?!緦?shí)驗(yàn)原理】:
2、實(shí)驗(yàn)原理若一個(gè)物體的質(zhì)量為m,體積為V,則其密度為 圖41 (41)可見,通過測(cè)定m和V可求出,m可用物理天平稱量,而物體體積則可根據(jù)實(shí)際情況,采用不同的測(cè)量方法。對(duì)于形狀不規(guī)則的物體,或固體小顆粒,液體可用下述兩種方法測(cè)量其體積,從而計(jì)算出它的密度。1 用流體靜力稱衡法測(cè)量固體的密度(1)能沉于水中的固體密度的測(cè)定 所謂流體靜力稱衡法,即先用天平稱被測(cè)物體在空氣中質(zhì)量m1,然后將物體浸入蒸餾水中,稱出其在水中的質(zhì)量m2,如圖41所示,則物體在水中受到的浮力為 F (m1m2)g (42)根據(jù)阿基米德原理,浸沒在液體中的物體所受浮力的大小等于物體所排開液體的重量。因此,可以推出 F0Vg (4
3、3)圖42其中0為液體的密度(本實(shí)驗(yàn)中采用的液體為水);V是排開液體的體積亦即物體的體積。聯(lián)立(42)和(43)式可以得 (44)由此得 (45)(2)浮于液體中固體的密度測(cè)定待測(cè)物體的密度比液體小時(shí),可采用加“助沉物”的辦法,如圖42所示,“助沉物”在液體中而待測(cè)物在空氣中,稱量時(shí)砝碼質(zhì)量為m1。待測(cè)物體和“助沉物”都浸入液體中稱量時(shí)如圖43所示,砝碼質(zhì)量為m2,因此物體所受浮力為(m1m2)g。若物體在空氣中稱量時(shí)的砝碼質(zhì)量為m,物體密度為圖43 (46)2 比重瓶法(1)液體密度的測(cè)量對(duì)液體密度的測(cè)定可用流體靜力稱衡法,也可用“比重瓶法”。在一定溫度的條件下,比重瓶的容積是一定的。如將液
4、體注入比重瓶中,將毛玻璃塞由上而下自由塞上,多余的液體將從毛玻璃塞的中心毛細(xì)管中溢出,瓶中液體的體積將保持一定。比重瓶的體積可通過注入蒸餾水,由天平稱其質(zhì)量算出,稱量得空比重瓶的質(zhì)量為m1,充滿蒸餾水時(shí)的質(zhì)量為m2,則m2m1V,因此,可以推出 V(m2m1) (47)如果再將待測(cè)密度為的液體(如酒精)注入比重瓶,再稱量得出被測(cè)液體和比重瓶的質(zhì)量為m3,則(m3m1)/V。將公式(7)代入此公式得 (48)【實(shí)驗(yàn)步驟】:1調(diào)試物理天平:調(diào)節(jié)水平;調(diào)節(jié)零點(diǎn);練習(xí)使用方法。2用流體靜力稱衡法測(cè)固體和液體的密度。(1)測(cè)固體的密度1)用細(xì)尼龍線拴住金屬塊,置于天平的左面掛鉤上測(cè)出其在空氣中的質(zhì)量m;
5、2)用尼龍繩將擦干凈的待測(cè)固體吊在天平橫梁左側(cè)的掛鉤上,然后浸沒在盛有蒸餾水的燒杯中,記下砝碼值m1;3)記錄實(shí)驗(yàn)室內(nèi)蒸餾水的溫度,從附表中查出在該溫度下水的密度0。計(jì)算待測(cè)固體的密度及其平均絕對(duì)偏差。(2)測(cè)液體的密度1)用另一燒杯盛入待測(cè)液體,放在天平的平臺(tái)上,調(diào)節(jié)平臺(tái)高度,將質(zhì)量為m的待測(cè)固體(要拭檫干凈)完全浸入液體中,稱得其視重為m2g。2)算出待測(cè)液體的密度及其平均絕對(duì)偏差。3采用比重瓶測(cè)定液體的密度(1)測(cè)定液體的密度1)采用天平稱量比重瓶沒有裝入液體時(shí)的質(zhì)量m1;2)采用移液管將待測(cè)液體注入比重瓶中,用吸水管擦干瓶外部的液體,然后稱其質(zhì)量m2;3)倒出比重瓶中的待測(cè)液,用蒸餾水
6、沖洗幾次比重瓶之后,然后再將蒸餾水注入比重瓶,將比重瓶外部擦干凈后,稱量比重瓶和液體的質(zhì)量m3。4)測(cè)出待測(cè)液溫度和蒸餾水溫度,二者溫度應(yīng)保持一致,計(jì)算出液體在所測(cè)溫度下的密度?!緦?shí)驗(yàn)整理數(shù)據(jù)與歸納】:流體靜力稱衡法測(cè)固體的密度m1m2m381.1g80.2g81.5g實(shí)驗(yàn)室內(nèi)蒸餾水的溫度為26m=m1+m2+m33=81.8+80.2+81.53=81.17(g)=mm-m0=258258-81.17*0.99681=1.454(g*m-3)1=mm-m10=258258-81.8*0.99681=1.460(g*m-3)2=mm-m20=258258-80.2*0.99681=1.446(
7、g*m-3)3=mm-m30=258258-81.5*0.99681=1.457(g*m-3)x=i=1nxi-xn=0.006流體靜力稱衡法測(cè)液體的密度:m1m2m381.0g80.1g81.3gm=m1+m2+m33=81.0+80.1+81.33=80.8(g)x'=m-m2m-m10=258-80.8258-81.17*0.99681=0.998(g*m-3)x1'=m-m2m-m10=258-81.0258-81.17*0.99681=0.998(g*m-3)x2'=m-m2m-m10=258-80.1258-81.17*0.99681=1.002(g*m-3
8、)x3'=m-m2m-m10=258-81.3258-81.17*0.99681=0.996(g*m-3)x=i=1nxi-xn=0.002比重瓶法測(cè)液體的密度:m(g)m1m2m3次數(shù)(n)137.2139140.9237.5139.5140.2337.8139.1140.7待測(cè)液溫度和蒸餾水溫度均為26m1=m1'+m1''+m1'''3=37.2+37.5+37.83=37.5(g)m2=m2'+m2''+m2'''3=139+139.5+139.13=139.2(g)m3=m3
9、9;+m3''+m3'''3=140.9+140.2+140.73=140.6(g)'x=0m2-m1m3-m1=0.99681*139.2-37.5140.6-37.5=0.983'x1=0m2-m1m3-m1=0.99681*139-37.2140.9-37.2=0.978'x2=0m2-m1m3-m1=0.99681*139.5-37.5140.2-37.5=0.990'x3=0m2-m1m3-m1=0.99681*139.1-37.8140.7-37.8=0.981x=i=1nxi-xn=0.004【實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析】:本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)誤差偏小,主要是偶然誤差,其次是系統(tǒng)誤差?!緦?shí)驗(yàn)心得】:(1)天平的負(fù)載量不得超過其最大稱量值,以免損壞刀口或橫梁;(2)為了避免刀口受沖擊而損壞,在取放物體、取放砝碼、調(diào)節(jié)平衡螺母以及不使用天平時(shí),都必須使天平制動(dòng)。只有在判斷天平
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