弦线振动法测定液体密度实验27

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1、《弦线振动法测定液体密度实验》实验提要实验课题及任务《弦线振动法测定液体密度实验》实验课题任务是：研究弦线振动时波长的大小与弦线受到的张力有关，在其它条件不变的情况，改变弦线受到的张力即可改变波长，通过比较同一砝码在空气中与在待测液体中时分别产生的张力不同，而产生不同的波长，进一步求出待测液体的密度。学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《物体在液体中的运动研究》的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式

2、书写实验报告。设计要求⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。⑵选择实验的测量仪器，画出实验装置原理图，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。⑶写出浸入待测液体中的物体体积的测量可行方法；⑷写出浸入待测液体的密度公式，并计算出待测液体的密度。⑸分析讨论实验结果。实验仪器弦振动实验仪一套、水、待测液体、烧杯等。实验提示物体浸没在液体中受到的浮力大小为：弦线在振动时频率、波长、张力及弦线的线密度有如下关系：当频率与线密度一定时，上式左右两边同时取对数，得到下式后还可以

3、进一步简化。弦振动法测定液体密度实验目的1．弦振动实验仪的使用，以及巩固物理天平的使用。2.研究弦线振动波长的大小与弦线受到的张力的关系.3．掌握浸入待测液体中的物体体积的测量可行方法4．学会用最小二乘法进行线性拟合,计算待测液体的密度实验仪器弦振动实验仪一套、物理天平、米尺弦线、细线、烧杯。实验原理研究弦线振动时波长的大小与弦线受到的张力有关，在它条件不变的情况，改变弦线受到的张力即可改变波长，通过较同一砝码在空气中与在待测液体中时分别产生的张力不同，而产生不同的波长，进一步求出待遇测液体的密度。1.弦线在振动时频率（调节音叉的频率=100Hz）共振时，弦线出现稳定的强烈振动,驻波的

4、振幅最大,此时的弦振动频率应当和相同，所以频率=100Hz图1驻波实验装置2.波长的测定实验装置如图1所示，将弦线的一端固定在电动音叉的一个叉子的顶端，另一端绕过滑轮系在载有砝码的砝码盘上。闭合K后，调节音叉断续器的接触点螺丝D，使音叉维持稳定的振动，并将其振动沿弦线向滑轮一端传播，形成横波。当横波到达B点后产生反射，由于前进波与反射波能够满足相干条件，在弦线上形成驻波，而任意两个相邻的波节（或波腹）间的距离都为波长的一半。若调节弦线的长度，使驻波振幅最大且稳定，则波长为，n为半波数（1）同样有当物体在液体中时弦线振动的波长为（2）其中为在液体中时的半波数，为此时的弦线长。3．张力的测

5、定弦线在振动时频率、波长、张力及弦线的线密度有如下关系：则（3）此即物体在空气中时，测得的的弦线受到的张力。同理：当物体在液体中时,测得波长为,则同一砝码在空气中弦线受到的张力（4）4.测量物体的体积阿几米德原理指出:浸没在液体中的物体受到向上的浮力，其大小等于物体所排开液体的重量。根据这个定律，我们可以求出物体的体积。先将质量为的物体用细线扎好，挂在天平挂钩上,将物体浸入水中,然后用天平进行秤衡.天平秤衡时,砝码的重量就是线的张力。如图(2)所示由物体此时处于平衡，所以有：则（5）5.物体浸没在液体中受到的浮力大小为：（6）在空气中时：物体受到张力=g,在浸没液体时，物体受到的张力,

6、和浮力的作用下平衡,可得（7）6.综合以上各式，有即（8）又因为=g,即（9）将（9）式代入（8）式中，得液体的密度（10）由（10）式可知，,m分别为测量物体在空气中和浸没液体中的质量，可通过直接物理测量求得;λ，可通过测量出半波数n及弦线长l，再根据求的；可先测得水中温度t,，再查表得到。实验内容及步骤：1.调节弦线在振动时频率=100Hz调节音叉的频率0=100Hz。共振时，弦线出现稳定的强烈振动,驻波的振幅最大,此时的弦振动频率应当和音叉的频率0相同，所以弦线在振动时频率=100Hz。因此，每次测量波长时必须使弦线出现稳定的强烈振动,且驻波的振幅最大。2.波长的测定空气中：如图

7、（1）所示，连接好电路，将物体县挂在线的一端。打开电源后，适当调节弦长(音叉端到滑轮轴间的线长)，在弦上将出现稳定的强烈地振动，且驻波的振幅最大，即弦与音叉共振。记下弦上的半波数，线长。测量完一组数据后加一个砝码再测，依次类推，测量5组数据。液体中：将物体浸没在液体中，适当调节弦长，使弦上出现稳定的强烈地振动。记下弦上的半波数，线长。测量完一组数据后加一个砝码再测，依次类推，测量5组数据。3．测量物体在空气中的质量m按照物理天平测量物体质量的方