固体密度实验.doc

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1、固体密度实验【实验目的】1．了解天平的称衡原理，学习使用物理天平；2．用流体静力称衡法测定固体的密度。【实验原理】物体的质量为ｍ，体积为V，则密度：ρ=ｍ/V本实验中的ｍ用物理天平测出，不规则物体的体积V是根据阿基米德原理，用流体静力称衡法间接地测出的。根据阿基米德原理，物体浸没在液体中时所受的浮力等于它所排开的液体的重量，即F浮=ρ0Vｇ式中，ρ0是液体的密度，V是物体排开的液体体积，当物体全部浸没在液体中时，亦即是物体的体积。因此，我们要在实验时保证物体全部浸入液体之中，而且悬挂物体的线要细。实验过程中水温也要保持恒定。本实验液体用水，不同温

2、度下的水的密度见本实验附录。1、 测量密度大于水的固体的密度先称得物体在空气中的质量ｍ，再测得物体浸没在液体中的质量数ｍ1。则物体所受的浮力为F＝ｍｇ-ｍ1ｇ。则当浮力与重力平衡时有：F浮＝ｍｇ-ｍ1ｇ＝Ｗ＝ρ0Vｇ，即Ｖ＝（ｍ-ｍ1）／ρ0则：ρ＝ｍ／Ｖ＝ｍρ0／（ｍ-ｍ1）2、 测量密度小于水的固体的密度由于固体的密度小于水的密度，所以固体不能全部浸入水中，因而需附加一重物。测量步骤如下：首先测量物体在空气中的质量ｍ，再如图１的方式，称量物体在空气中和附加物在水中的合质量数ｍ２；第三是按图２的方式称量两物体在水中的合质量数ｍ３；则F浮＝ｍ２ｇ

3、-ｍ３ｇ＝Ｗ＝ρ0Vｇ，即Ｖ＝（ｍ２-ｍ３）／ρ0则：ρ＝ｍ／Ｖ＝ｍρ0／（ｍ２-ｍ３）１、天平挂钩　　２、待测物体　　３、液体　　４、玻璃烧杯　　５、重物　６、物理天平上的托架　　７、悬线　【实验仪器】 铜柱（或铁柱或铝柱），塑料块（或腊块），物理天平，温度计，烧杯，细线【实验步骤】1、  调整天平：ａ、调整天平底座水平。用水准泡作监视，调节底座下的螺丝。ｂ、调整天平空载平衡。将游码拔到横梁零位。调整横梁两端的螺丝使其平衡。　2、 测量金属块的密度；　3、测量塑料（或腊）块的密度。　【数据记录】　天平型号最大称量分度值仪器误差水温度水密度单位金

4、属在空气中的质量ｍ 绝对误差Δｍ 金属的质量ｍ1 Δｍ1 腊块在空气中的质量ｍ Δｍ 重物在水中的质量ｍ2 Δｍ2 全部浸入水中的质量ｍ3 Δｍ3  【数据处理】【预习思考题】1．使用物理天平应作哪些操作？在操作中如何保护刀口？2. 用流体静力法测定固体密度的优点是什么？它能解决什么关键问题？ 【复习思考题】1.    天平平衡时启动，为何不停地摆动？当天平略平衡时，为何只偏倾一定范围，而不致无限地向一侧偏倾。2.   试分析使用物理天平时，可能存在的系统误差，应如何消除或减少它们？