物體密度測(cè)定

關(guān)于物體密度測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握測(cè)定規(guī)則物體密度的一種方法。2.進(jìn)一步掌握游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、物理天平的正確使用方法。3.進(jìn)一步理解誤差和有效數(shù)字的概念，并能正確地表示測(cè)量結(jié)果。4.掌握不規(guī)則物體密度的測(cè)量方法。第2頁(yè),共14頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)儀器物理天平游標(biāo)卡尺（參見(jiàn)實(shí)驗(yàn)一）螺旋測(cè)微器（參見(jiàn)實(shí)驗(yàn)一）燒杯比重瓶定容瓶溫度計(jì)第3頁(yè),共14頁(yè)，2024年2月25日，星期天物理天平一、天平的安裝和調(diào)整1.安裝：從盒中取出橫梁后，辨別橫梁左邊和右邊的標(biāo)記，通常左邊標(biāo)有“1”，右邊標(biāo)有“2”，掛鉤和秤盤上也標(biāo)有1、2字樣，安裝時(shí)，左右必須分清，不可弄錯(cuò)，要輕拿輕放，避免碰撞刀口。2.水平調(diào)整調(diào)節(jié)天平的底腳螺絲1和1′，觀察圓氣泡水準(zhǔn)器中的氣泡，將氣泡調(diào)至中央，保證天平立柱鉛直。有些天平是采用鉛垂線和底柱準(zhǔn)尖對(duì)齊來(lái)調(diào)節(jié)水平的。3.零點(diǎn)調(diào)節(jié)天平空載，先用鑷子把游碼6撥到刻度零位處，輕輕順時(shí)針旋轉(zhuǎn)制動(dòng)旋鈕15，支起橫梁，觀察指針的擺動(dòng)情況，當(dāng)指針指在標(biāo)尺中線或在其左右作小幅度等幅擺動(dòng)時(shí)，天平即達(dá)到平衡。如不平衡，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)制動(dòng)旋鈕15，落下橫梁，調(diào)節(jié)兩端的平衡螺母，再觀察，直至天平達(dá)到平衡。第4頁(yè),共14頁(yè)，2024年2月25日，星期天比重瓶

定容瓶

它在一定的溫度下有一定的容積，將被測(cè)液體注入瓶中，多余的液體可由瓶塞中的毛細(xì)管溢出。定容瓶由于測(cè)量空氣密度。設(shè)真空時(shí)的質(zhì)量為，充入室內(nèi)空氣后的質(zhì)量為?？諝獾拿芏鹊扔跒槎ㄈ萜康娜莘e

圖4-3圖4-4第5頁(yè),共14頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)原理

設(shè)體積為V的某一物體的質(zhì)量為m，則該物體的密度。質(zhì)量可以用天平測(cè)得很精確，規(guī)則物體的體積可以通過(guò)測(cè)量其外部尺寸，經(jīng)過(guò)計(jì)算求得，如圖4-1所示。

1.規(guī)則物體密度的測(cè)定如圖4-1所示為一圓柱體，設(shè)其高度為h，直徑為d，質(zhì)量為m，則其體積為，密度（4-1）

第6頁(yè),共14頁(yè)，2024年2月25日，星期天不規(guī)則物體的體積難于由外形尺寸算出比較精確的值。在水的密度已知的條件下，可利用天平通過(guò)兩次質(zhì)量測(cè)量而求出體積，方法如圖4-2所示。2.由靜力稱衡法求不規(guī)則固體的密度設(shè)被測(cè)物不溶于水,在空氣中的質(zhì)量為，用細(xì)絲將其懸吊在水中的稱衡值為，又設(shè)水在當(dāng)時(shí)溫度下的密度為，物體體積為，則依據(jù)阿基米德定律得：則得被測(cè)固體密度：（4-3）（4-2）第7頁(yè),共14頁(yè)，2024年2月25日，星期天

3.用靜力稱衡法測(cè)液體的密度

此法要借助于不溶于水并且和被測(cè)液體不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物體。設(shè)物體質(zhì)量為，將其懸吊在被測(cè)液體中的稱衡值為，懸吊在水中稱衡值為，液體密度等于設(shè)空比重瓶的質(zhì)量、充滿密度為的被測(cè)液體時(shí)的質(zhì)量、充滿同溫度的蒸餾水時(shí)的質(zhì)量分別為則4.用比重瓶測(cè)液體的密度（4-4）第8頁(yè),共14頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.規(guī)則物體密度的測(cè)定

(1)記下螺旋測(cè)微器的分度值。測(cè)量其零點(diǎn)讀數(shù)3次，求出平均值，數(shù)據(jù)記錄在表格4-1中。用螺旋測(cè)微器測(cè)量圓柱體不同部位的直徑，測(cè)量6次，求平均值及不確定度。數(shù)據(jù)記錄在表格4-2中。

(2)記下游標(biāo)卡尺的分度值，用游標(biāo)卡尺從不同方向測(cè)量圓柱體的高度6次，算出其平均值和不確定度。數(shù)據(jù)記錄在表格2-2中。第9頁(yè),共14頁(yè)，2024年2月25日，星期天（3）記下物理天平的最大稱量值和分度值。將圓柱體放在天平的左盤，稱其質(zhì)量為；再將圓柱體放在天平右盤，稱其質(zhì)量為；則圓柱體的質(zhì)量，此方法稱為復(fù)稱法。（4）由公式(4-1)計(jì)算出待測(cè)物體的密度。（5）由標(biāo)準(zhǔn)誤差的傳遞公式計(jì)算出，寫出測(cè)量結(jié)果。第10頁(yè),共14頁(yè)，2024年2月25日，星期天

2.用靜力稱衡法測(cè)量不規(guī)則固體的密度

(1)用物理天平利用復(fù)稱法測(cè)量出一不規(guī)則物體的質(zhì)量。

(2)按圖4-2方法測(cè)量出該物體懸吊在水中時(shí)的質(zhì)量。

(3)由公式(4-3)算出物體的密度。

3.用靜力稱衡法測(cè)量液體的密度

(1)用物理天平測(cè)量出物體的質(zhì)量，記錄表格中。

(2)將物體懸吊在被測(cè)液體中，用天平測(cè)量出質(zhì)量，記錄在表格中。

(3)將物體懸吊在水中，用天平測(cè)量出質(zhì)量，記錄在表格中。

(4)用公式(4-4)計(jì)算出被測(cè)液體的密度。第11頁(yè),共14頁(yè)，2024年2月25日，星期天

4.用比重瓶測(cè)量液體的密度

(1)測(cè)量出空比重瓶的質(zhì)量。將比重瓶中充滿密度為被測(cè)液體(使用與步驟3相同的液體)，測(cè)量出其質(zhì)量。

(2)將被測(cè)液體倒回液體瓶中，用水沖凈后充滿蒸餾水，測(cè)量出此時(shí)比重瓶及水的質(zhì)量。

(3)用公式(4-5)計(jì)算出液體的密度，并與步驟3結(jié)果進(jìn)行比較分析。測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在自行設(shè)計(jì)的表格中。第12頁(yè),共14頁(yè)，2024年2月25日，星期天問(wèn)題討論1.設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量小粒狀固體密度的方案。2.為什么測(cè)量圓柱體高度時(shí)用游標(biāo)卡尺，而測(cè)量他的直徑時(shí)用螺旋測(cè)微器？3.