用电子天平测量物体的密度

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1、第23卷第5期湖南工业大学学报Vol.23No.52009年9月JournalofHunanUniversityofTechnologySep.2009用电子天平测量物体的密度1211夏湘芳，虢淑芳，彭柯铭，王国友（1.湖南工业大学，湖南株洲412008；2.肇庆市高级技工学校，广东肇庆526020）摘要：利用电子天平测量物体的密度，改进了传统的实验方法，提高了测量系统的精度、稳定性、准确度和实验效率，丰富了实验教学内容。关键词：固体；液体；密度；电子天平中图分类号：G642.423文献标志码：A文

2、章编号：1673-9833(2009)04-0029-02MeasuringtheDensityofObjectsbyUsingElectronicScalesXiaXiangfang1，GuoShufang2，PengKeming1，WangGuoyou1（1.HunanUniversityofTechnology，ZhuzhouHunan412008，China；2.ZhaoqingCityHighTechnicalSchool，ZhaoqingGuangdong526020，China）Abs

3、tract：Withelectronicscalesmeasuringdensityofobjects,improvesthetraditionalexperimentalmethod,enhancestheaccuracy,stabilityandexperimentalefficiencyofthemeasurementsystem,andenrichesthecontentsofexperimentteaching.Keywords：solid；liquid；density；electroni

4、cscales固体和液体的密度测量是物理基础实验之一。传1实验原理统的测量固体和液体密度的方法是利用普通物理天平[1-2]物体的密度为其质量m与体积V之比，即：采用流体静力称衡法和比重瓶法。物理天平有无法克服的缺陷：精度低（仅为0.01g，与水的密度取4~5。物体质量用电子天平很容易测定，对于外形位有效数字不相匹配）；称量时需反复多次增减砝码，规则且不很复杂的物体（如圆柱体、长方体、球体等），费时。电子天平已进入各高校实验室，电子天平在称用长度测量仪器测量出其外形几何尺寸，再用有关体量范围、精度、稳

5、定性、效率等方面都优于物理天平，积公式计算出体积V；而对外形不规则且复杂的物体[3]物理天平已基本淡出了各高校大学物理实验室。从用流体静力称衡法由阿基米德原理测量。电子天平的机械构造来看，它与双盘机械天平最大的1.1不规则物体的体积区别在于它只有单盘下的传感器，没有伸向外边的力如图1a）所示，容器及纯净水（密度为）的质0臂和承物盘，所以不能用传统的静力称衡法来测量物量为m，电子天平的秤盘的支撑力N=mg。将1质量111体密度。如何用电子天平流体静力称衡法来测量固体为m，体积为V的待测不规则物体用细线

6、捆紧后悬没和液体的密度成了基础物理实验的一个重要问题，其于水中，而把捆物体的细线固定在电子天平的顶盖上核心问题是不能直接测量待测物体在纯净水中所受到（如图1b）），不规则物体所受到的浮力为：F=Vg，浮0的浮力大小。通过反复探讨，在电子天平顶盖钻1个根据牛顿第三定律即作用力与反作用力大小相等的原小孔就较好地解决了这个问题。收稿日期：2009-06-10作者简介：夏湘芳（1974-），女，湖南株洲人，湖南工业大学实验师，主要从事物理实验技术方面的研究，，作者简介：E-mail：xxfzhc@126.c

7、om30湖南工业大学　学　报2009年理，电子天平的秤盘的支撑力N=mg+F=mg+Vg。为的待测液体置于电子天平的秤盘上，电子天平的21浮反10x此时电子天平称的视在质量为m，则：mg=mg+Vg，示值为其质量m；同样将浮子悬没于待测液体中，此22105[5-6]时电子天平的示值为包含浮力成分的视在质量m。那么。6显然有：，那么待测液体的密度为：。2实验数据2.1不规则黄铜体密度的测量待测物为不规则的黄铜体，纯净水为蒸馏水，水a）加入待测体前b）加入待测体后-3[7]的温度t=27.50℃，密度=

8、0.996373g·cm。按照水0t图1实验原理示意图本文1.2中所述实验方法及步骤测量6次，实验数据及Fig.1Schematicdiagramoftheexperimentalprinciple结果见表1。1.2固体密度的测量表1不规则黄铜体密度测量的实验数据及结果将不溶于水的待测固体置于电子天平的秤盘上，Tab.1Theexperimentaldataforirregularbrassdensity电子天平的示值为其质量m；用大小适中的容器装适measureme