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《实验一基本长度测量密度测定实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、实验一：流体静力称衡法测定固体密度的测量密度是物质的基本属性之一，每种物质具有确定的密度。密度与物质的纯度有关，工业上常通过对物质密度的测定来做成份分析和纯度鉴定。【实验目的】1.掌握游标卡尺、千分尺的读数原理。2.了解物理天平的构造，掌握物理天平的调节与使用方法。3.学会用游标卡尺、千分尺测量规则固体物体的密度。4.学会用流体静力称衡法测量固体的密度。5.理解不确定度及有效数字基本概念，用不确定度正确表示测量结果。【实验器材】游标卡尺、千分尺、物理天平、玻璃烧杯、细线、铝块、铜圆柱、铜圆管、钢球
2、。【实验原理】一、用游标卡尺、千分尺测量规则固体物体的密度若物体的质量为m、体积为V，密度为/?，则根据密度定义有(4-1-1)可见只要测量了物体的质量和体积，就可确定其密度。物体的质量可由天平测出，当待测物体是规则的铜圆柱体吋，可分别测出直径d和高度/?，则体积为V=tzy/2/V4。因此，该铜圆柱体的密度为当待测物体是一圆管时公式为4mp=^~h设其外径为/)，内径为d，(4-1-2)高度为/?，质量为m,则其密度(4-1-3)4m7r(D2-d2)h当待测物体是小球吋，设小球直径为£＞，则小
3、球密度公式力6mz、p=——?(4-1-4)/TO'二、用流体静力称衡法测:W:固体物体的密度根据阿基米德定律：浸没在液体中的物体要受到向上的浮力，浮力大小等于它排开的同体积液体的重:k。如果忽略空气的浮力，物体在空气屮的重:为物体的质量），全部浸入水中的重量W2=m2g（m2为物体在水屮的表观质垃），则物体在水中所受的浮力为WrW2=（m,-m2）gf应等于同体积水的重量外以，由此可得物体的体积V=（7?^-m2）/,所以，该物体的密度为m,m,-m2在上、中、下各部分测量三次，将测量数据填入表
4、4-1-1在不同方位测量5次，将测量数据填入表4-1-2中，求P=Po（4小5）【实验内容】一、测量铜圆柱体的密度1.用千分尺测圆柱体的直径，中，求fli其平均值和不确定度。2.用游标卡尺测圆柱体高度，出其平均值和不确定度。3.正确使用物理天平，称山圆柱体的质量m。4.用式（4-1-2）算出铜圆柱体的密度/?。5.求出密度的不确定度和相对不确定度。6.正确表达测量结果。表4-1-1测量铜圆柱体直径数据记录表直径6?/cmdSd上端中端-T-Xtll下端4d2d3d,"54d,表4-1-2測量铜圆柱
5、体高度数据记录表高度h/cmh}h,h4h.二、测:W:圆管的密度用游标卡尺测量圆管的外径内径6/和髙度/?,要在不同部位各测M5次。用物理天平测量圆管的质量m，自拟数据记录表格，按式（4-1-3）求山圆管的密度，并计算不确定度，写出结果表达式。三、测:W:钢球的密度用千分尺测钢球的直径，将测量数据填入自拟表格，按式（4-1-4）求出圆管的密度，并计算不确定度。叫、用流体静力称衡法测量铝块和石蜡的密度1.正确使用天平，测量铝块在空气屮的质量m,。2.用细线悬挂铝块，置于天平挂钩上，蛣线长度合适，将
6、铝块浸没水中，测出铝块在水中的表观质量m2。3.测出实验时的水温，查附表给出该温度下水的密度p。。4.用式（4-1-5）计算出铝块的密度，并计算不确定度，写出结果表达式。5.测石蜡密度。将石蜡和铝块用细线系好，石蜡在上，铝块在下，让石蜡和铝块全部没入水中。石蜡在空气中的质量m，石蜡和铜环都放在水中时称得的二者质量m2,石蜡在空气中，铜环放在水中吋称得二者质量ml则石蜡的密度为P^=mAK/mi-m2测量石蜡单独在空气屮的质量，石蜡和铜环全部浸入水屮对应的质量，石蜡吊入空中，铜环浸入水中时的质量。代
7、入公式计算。1、游标卡尺构造及读数原理游标卡尺主要由两部分构成，如（图2-1）所示：在一毫米为单位的主尺上附加一个能够滑动的有刻度的小尺（副尺），叫游标，利用它可以把主尺估读的那位数值较为准确地读出来。图2-1游标卡尺在构造上的主要特点是：游标上7V个分度格的总长度与主尺上(^V-l)个分度格的长度相同，若主尺上最小分度为〃，游标上最小分度值为b，则有Nb=(N-、a(2.1)那么主尺与游标上每个分格的差值(游标的精度值或游标的最小分度值)是:N-1S=a-b=a-a=—a(2.2)NN011
8、III))12IIllll3lllllllllllllIII4
9、15(III:mZll10llllIIIIllll
10、llll4i67llll8IIIII90图2-7常用的游标是五十分游标(7V=50)，即主尺上49mm与游标上50格相当，见图2-7。五十分游标的精度值5=0.02mm.游标上刻有0、1、2、3、…、9,以便于读数。毫米以上的读数要从游标“0”刻度线在主尺上的位置读出，毫米以下的数由游标(副尺)读出。即：先从游标卡尺“0”刻度线在主尺的位置读出毫米的整数位，再从游标
