物理实验报告5固体密度的测定

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1、实验名称：固体密度的测定实验目的：a．学习物理天平的正确使用方法。b．掌握流体静力称衡法测定固体（不溶于水）的密度实验仪器：物理天平、砝码、铜螺母、黄蜡、塑料块、细线、烧杯物理天平的读数方法：用天平称衡时，必须确定天平的平衡位置，即确定天平的停点。灵敏度高的天平，两边常左右摆动，不易停下来，正确而迅速地判断天平的平衡位置，是实验操作的关键。如果一定要等天平停止摆动，既费时又不经济，因此往往不等它静止，而直接从指针左右摆动的位置来推算它该停的位置——停点。设读得指针3次连续摆幅数值为：（左，）（右，）（左，），则左边读数的平均值为（+）/2，右边读数的平均值为，上述两平均值的平均值就

2、是停点a。天平无载荷（两盘均空着）时的停点，称为天平的零点。在正常情况下，零点应该在标尺中央刻度上（一般实验用的物理天平中央刻度为“10”）或其左右一个刻度以内，若相差太大，可在天平止动的情况下，稍微调节横梁上左右两端的平衡螺帽，至零点返回正常位置为止。本实验所使用天平的最小砝码为1g，对于1g以下的砝码，可移动横梁上的游码代替，其最小分度为20mg（或50mg）。20mg（或50mg）一下的质量可采用下述方法（内插法）计算出来。先求出天平的零点，要称衡某质量为M的物体，在右盘放上砝码m，若m比M略小，停点在，移动横梁上的游码，加=20mg（或50mg），停点变成，此时m+>M。容

3、易得出物体的质量M为：其中：为指针每偏转1个刻度（1格）所代表的质量，称为天平的分度值，其倒数称为天平的灵敏度。严格来说，一架天平的分度值或灵敏度随着天平载荷大小的变化而变化，载荷越答，灵敏度越低。但是在本实验中，我们将分度值看作不变，因此，在整个实验中只需要在空载情况下测量一次分度值，在其他多次测量中，只要测出相应的或，就可算出20mg（或50mg）以下的质量。实验原理和方法：如果一个固体质量为m，体积为V，则它的密度为：……由式可知，只要测出m和V，就可以求出。质量m可以由天平测出，精确测量体积V可以用流体静力称衡法。条件是物体浸入液体后，其性质不发生变化。如果不计空气的浮力，

4、物体在空气中称量为m，全浸入液体中称量为，则物体在液体中受到的浮力为：……其中，g为重力加速度。根据阿基米德原理，物体在液体中受到的浮力等于它排开液体的质量：……其中：是液体的密度，是物体在液体中所排开液体的体积。由于物体是全浸入液体中，物体的体积V就等于它所排开液体的体积，由公式，，可得：……如果待测物体的密度小于液体的密度，不能全浸入液体中时，可以采用一下方法：在物体下面拴上一重物，使它们能全部浸入液体中，称量为。再将物体提升到液面上，而重物仍完全浸入液体中，称量为。则物体在水中受到的浮力为：……则由以上公式整理得：……实验内容和步骤：1．调节天平平衡a．调平。转动天平底座的螺

5、母，使天平底座的水准泡置中，使底座呈水平状态。由于在制造时天平的立柱和底座是严格垂直的，所以调平的目的是使立柱呈铅直状态。b．调零。将天平横梁上的游码移至零位处，调节横梁两端的平衡螺帽，直至指针在刻度尺中央（“10”刻度）处做等幅摆动为止。2．测定天平的零点、停点、分度值以及天平灵敏度。方法：先将游码置于横梁上零位处，调节天平使之平衡，测出对应的，计算零点；再将天平右盘加最小砝码，即移动游码一格，例如=20mg，即移动游码至0.02g位置，测出此时对应的，计算天平的停点；分度值则为，其倒数即为天平的灵敏度。3．测铜的密度（）a．检查、调整物理天平；b．测出物体在空气中的质量m；c．

6、测出物体浸没在水中的质量；d．测出实验时的水温t，由表中查出水在该温度下的密度；e．用有效数字的计算规则计算，并由单次测量估计m和的测量误差，运用误差传递公式计算值；f．给出测量结果，并进行误差分析、讨论。3．测黄蜡的密度（）a．测出黄蜡在空气中的质量m；b．将黄蜡拴上重物（铜螺母），使蜡块在空气中，而铜螺母浸在水中，测出；c．将黄蜡和重物都浸在水中，测出；d．测出水温t，由表中查出；e．计算及；f．给出测量结果，并进行误差分析、讨论。参数及数据记录：见附表1数据处理：t＝（27.00.5）＝（0.99760.0003）=(8.460.01)对于铜：M＝31.400g＝27.640

7、g＝0.005g＝0.005g=0.002801=0.0028018.3310=0.023335()对于蜡：M＝5.040g＝27.200g＝32.640g＝0.005g＝0.005g＝0.005g=0.003131=0.0031310.92425=0.002894()最后结果：=0.03=0.003