高二物理競賽固態(tài)物質(zhì)的密度測量和梁彎曲法測金屬的楊氏模量課件

實(shí)驗(yàn)二固態(tài)物質(zhì)的密度測量實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)會(huì)調(diào)整和使用物理天平；2、學(xué)習(xí)并掌握測量固態(tài)物質(zhì)密度的方法；3、計(jì)算間接測量量的不確定度。實(shí)驗(yàn)儀器物理天平，游標(biāo)尺，燒杯，鋼件，蠟，水，細(xì)線，溫度計(jì)等。實(shí)驗(yàn)原理

固態(tài)物質(zhì)的密度

，其中，質(zhì)量可以用物理天平測量，對于外形規(guī)則物體，可以用長度測量工具測出其幾何尺寸計(jì)算出體積，而對于任何外形的物體，無論是否規(guī)則，都可用流體靜力稱衡法測量其體積。1.ρ＞1時(shí)（鋼件）

鋼件在空氣中和浸在水中時(shí)，分別測得m鋼和m1，則浮力

從而

其中，ρ0為水的密度，取1，且不記誤差（即：視為物理學(xué)常數(shù)）。2.ρ＜1時(shí)（蠟塊）

蠟塊在空氣中，測得m蠟，蠟塊與鋼件共同浸在水中，測得m2，蠟塊在空氣中而鋼件浸在水中，則m3=m蠟+m1（無需測量），浮力水中的鋼件與蠟塊注意：燒杯放在鐵架臺(tái)上，而不是天平的稱盤里?。?！水中的鋼與空氣中的蠟塊無須測量，可由已有結(jié)果得到3.復(fù)秤法—消除天平兩臂不等長引起的系統(tǒng)誤差

左物右碼，測得m左＝砝碼＋游碼，

左碼右物，測得m右＝砝碼－游碼，則4.TW-05型物理天平(1)技術(shù)參數(shù)：最大載荷500g，最小分度值20mg。(2)調(diào)整與使用：a.調(diào)整底座水平；b.調(diào)整橫梁平衡（務(wù)必調(diào)好）；c.天平起動(dòng)時(shí)僅用于觀察是否平衡，其他操作（取放物體、加減砝碼、撥動(dòng)游碼）均需在制動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行；d.左右盤不可互換；e.用畢，天平需處于制動(dòng)狀態(tài)；f.讀數(shù)時(shí)游碼精確到半格，結(jié)果保留兩位小數(shù)。小結(jié)：本次實(shí)驗(yàn)共測6次質(zhì)量，分別是：空氣中鋼件（復(fù)秤，左右各1次），算出m鋼；空氣中蠟塊（復(fù)秤，左右各1次），算出m蠟；水中鋼件m1（1次）；水中鋼件和蠟塊m2（1次）。此外，需算出m3＝m蠟＋m1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1.用流體靜力稱衡法測量鋼件密度，并計(jì)算絕對誤差和相對誤差；

2.用流體靜力稱衡法測量蠟塊密度，并計(jì)算絕對誤差和相對誤差。復(fù)稱法測量空氣中鋼件質(zhì)量(g)m1(g)ρ0(g/cm3)m左m右m鋼復(fù)稱法測量空氣中蠟塊質(zhì)量(g)m2(g)m3(g)ρ0(g/cm3)m左m右m蠟數(shù)據(jù)處理1.鋼件密度及誤差

g/cm3

g/cm3

測量結(jié)果g/cm3

相對誤差％

2.蠟塊密度及誤差

g/cm3

g/cm3測量結(jié)果g/cm3

相對誤差

％離開前，歸置儀器砝碼收起來橫梁降下來稱盤摘下來燒杯拿下來物塊撈出來

梁彎曲法測金屬的楊氏模量實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)用梁彎曲法測定金屬的楊氏模量值；2、研究梁的彎曲程度與梁的長度、寬度、厚度、負(fù)重等之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)儀器楊氏模量實(shí)驗(yàn)儀（含讀數(shù)測量顯微鏡、帶刀口的可調(diào)支座、帶刀口的金屬框、砝碼、水平儀、待測金屬等）。實(shí)驗(yàn)原理

設(shè)一根梁長度L，厚度h，寬度a，兩端自由置于一對平行刀口上，中間懸掛質(zhì)量為m的砝碼，在彈性限度內(nèi)，如不計(jì)梁自身重量，設(shè)掛碼處下降λ，則當(dāng)λ遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于L時(shí)，梁的楊氏模量其中各物理量采用國際單位制，楊氏模量的單位為N/m2。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、將待測梁套上金屬框（框邊橫線為觀測形變的參照，務(wù)必朝向觀察者），放在兩支座上端的刀口上。2、將水準(zhǔn)泡放在梁上，用支座下底可調(diào)底腳調(diào)節(jié)，直至梁處于水平位置。3、調(diào)節(jié)讀數(shù)測量顯微鏡的上下和左右位置，使鏡筒軸線正對金屬框上的橫線。調(diào)節(jié)顯微鏡目鏡，使之看清楚鏡筒內(nèi)的十字線。前后移動(dòng)顯微鏡，直到從鏡中看清晰橫線的邊緣，再進(jìn)行微調(diào)，使顯微鏡的十字線與橫線的某一邊緣重合無視差。分別從顯微鏡中和微調(diào)旋鈕上讀出其位置的整數(shù)和小數(shù)部分。4、在砝碼盤上依次加一塊砝碼，共加8次，每次加砝碼重為10克，重復(fù)上述調(diào)節(jié)，并記錄數(shù)據(jù)。5、按相反的次序，依次減一塊砝碼，重復(fù)上述調(diào)節(jié)，并記錄數(shù)據(jù)。微調(diào)旋鈕刻度線標(biāo)志線小數(shù)部分的讀法（務(wù)必估讀一位，結(jié)果以mm為單位，3位小數(shù)）叉絲中心粗黑線雙橫線刻度線整數(shù)部分的讀法（叉絲位于兩條刻度線之間，讀出較小的那個(gè)數(shù)；若叉絲“騎”在某條刻度線上，則需結(jié)合下圖所示小數(shù)部分決定整數(shù)部分讀數(shù)）數(shù)據(jù)記錄表格i12345678m(g)1020304050607080

λi(mm)加砝碼減砝碼

(mm)(mm)

ABCD數(shù)據(jù)處理已知：m=(40.00±0.01)g；g=9.8015m/s2；L=(230.0±0.5)mm；a=(23.0±0.5)mm；h=(0.995±0.005)mm。

N/m2