固體和液體密度的測(cè)定

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