实验固体密度的测定幻灯片.ppt

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1、实验固体密度的测定实验固体密度的测定第1页，共17页，编辑于2022年，星期五实验目的实验目的 n n1.学习用流体静力称衡法测定不规则固体密度。n n2.掌握天平的使用方法及操作规程。n n3.用不确定度方法分析测量结果。第2页，共17页，编辑于2022年，星期五实验仪器实验仪器：物理天平、待测物、线绳、烧杯、水。物理天平、待测物、线绳、烧杯、水。物理天平、待测物、线绳、烧杯、水。物理天平、待测物、线绳、烧杯、水。实验原理实验原理：根据物质密度定义，确定质量和体积之间的关系为：根据物质密度定义，确定质量和体积之间的关系为：（2 24 41 1）对于形状规则及密度均匀的物体，只要测定质量和体积

2、就可求对于形状规则及密度均匀的物体，只要测定质量和体积就可求得。但对于不规则形状物体，常采用流体静力称衡法间接地测得。但对于不规则形状物体，常采用流体静力称衡法间接地测出物体体积，是比较方便的。出物体体积，是比较方便的。第3页，共17页，编辑于2022年，星期五n n1.固体物体密度大于水的密度：固体物体密度大于水的密度：根据阿基米德原理，物体在液体中所受的浮力等于它所排开液体重量。将待测物体分别放在空气和液体中称衡，分别得到物体在空气中的重量为，全部浸入液体中的视重为 ，则物体所受的浮力为：（242）式中 和 是待测物体在空气中及全浸入水中称衡时相应的天平砝码质量。第4页，共17页，编辑于2

3、022年，星期五 浸在液体中的物体要受到向上的浮力，浮力的大小等于所排开液体的质量与重力加速度的乘积，即：（243）式中为液体密度。将式（243）代入式（242）并经整理得到：由式（244）可知，用静力称衡法测定物体的密度，经上述分析，最终转化为质量的测量。（244）第5页，共17页，编辑于2022年，星期五n n2.固体物体密度小于水的密度：固体物体密度小于水的密度：如果待测物体的密度小于液体的密度，用上述方法待测物体无法浸入在水中，这时可将另一重物用细绳悬挂在待测物体下面，先将重物浸没水中而使待测物体露在液面之上（图2.4.1（a），用天平称衡，相应的质量为，再将待测物体连同重物全部浸没在

4、水中，（图 2.4.1（b），用天平称衡，相应的质量为。则物体在液体中所受浮力为：（245）第6页，共17页，编辑于2022年，星期五 （a）(b)图2.4.1 固体物体密度小于水的密度的测定根据式（243），得到：此时物体的密度为：（246）为待测物体在空气中的质量。式中，第7页，共17页，编辑于2022年，星期五仪器介绍仪器介绍：第8页，共17页，编辑于2022年，星期五2维护方法维护方法:（1）天平的负载量不得超过其最大称量值，以免损坏刀口或横梁；（2）为了避免刀口受冲击而损坏，在取放物体、取放砝码、调节平衡螺母以及不使用天平时，都必须使天平制动。只有在判断天平是否平衡时才将天平启动。天

5、平启动或制动时，旋转制动旋钮动作要轻；（3）砝码不能用手直接取拿，只能用镊子间接挟取。从秤盘上取下后应立即放入砝码盒中；（4）天平的各部分以及砝码都要防锈、防腐蚀，高温物体以及有腐蚀性的化学药品不得直接放在盘内称量；（5）称量完毕将制动旋钮左旋转，放下横梁，保护刀口。第9页，共17页，编辑于2022年，星期五实验内容和要求实验内容和要求：1.测定测定铁块的密度。的密度。（1）用天平测定铁块在空气中的质量（2）用天平测定铁块全浸入水中的质量（3）记录液体的温度（4）将测得的数据填入表一中。重复6次。重复6次。，从附表中查找相应的液体的密度。，第10页，共17页，编辑于2022年，星期五2.测定石

6、蜡块的密度。（1）用天平测定石蜡块在空气中的质量重复6次。（2）用天平测定石蜡块在图2.4.1（a）中的质量重复6次。，（3）用天平测定石蜡块在图2.4.1（b）中的质量重复6次。，（4）记录液体的温度从附表中查找相应的液体的密度。，（5）将测得的数据填入表二中。第11页，共17页，编辑于2022年，星期五4.数据处理。数据处理。表一 123456平均值不确定度合成不确定度次数n被测量纯水密度纯水密度（1）铁块的密度：第12页，共17页，编辑于2022年，星期五铁块的平均密度：铁块的相对不确定度：铁块的合成不确定度：测量结果的标准表达形式:第13页，共17页，编辑于2022年，星期五（2）石蜡

7、块的密度：）石蜡块的密度：表二 123456平均值不确定度合成不确定度次数n被测量纯水密度纯水密度第14页，共17页，编辑于2022年，星期五石蜡块的平均密度：石蜡块的相对不确定度：石蜡块的合成不确定度：测量结果的标准表达形式:第15页，共17页，编辑于2022年，星期五思考题思考题：1.用物理天平称衡物体质量时，可否把砝码与待测物体位置交换？为什么？2.用本实验方法测定物体密度时，哪些因素 会引进系统误差？3.如果物体密度比水小，或呈小颗粒状时，你能否设计一种测量其密度的方法？4.若被测物体浸入水中表面吸附有气泡时，则实验结果所得的密度值是偏大还是偏小？为什么？第16页，共17页，编辑于20

8、22年，星期五附表 在标准大气压下不同温度的水的密度 密度温度密度0999.84117998.77434994.3711999.90018998.59535994.0312999.94119998.40536993.683999.96520998.20337993.334999.97321997.99238992.96599.96522997.77039992.596999.94123997.63840992.217999.90224997.29641991.838999.84925997.04442991.449999.78126996.78350988.0410999.96027996.51260983.2111999.60528996.23270977.7812999.49829995.94480971.8013999.37730995.64690965.3114999.24431995.344100958.3515999.09932995.02516998.94333994.702温度 温度 密度 第17页，共17页，编辑于2022年，星期五