《實(shí)驗(yàn)二密度的測(cè)量》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《實(shí)驗(yàn)二密度的測(cè)量（4頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、實(shí)驗(yàn)二 密度的測(cè)量
【密度】
若一個(gè)物體的質(zhì)量為m，體積為V，則其密度為
（4-1）
可見，通過(guò)測(cè)定m和V可求出，m可用物理天平稱量，而物體體積則可根據(jù)實(shí)際情況，采用不同的測(cè)量方法。對(duì)于形狀不規(guī)則的物體，或小粒狀固體，液體可用下述兩種方法測(cè)量其體積，從而計(jì)算出它的密度。
【方案設(shè)計(jì)】
圖－1
1、 用液體靜力“稱量法”測(cè)量固體的密度
（1）能沉于水中的固體密度的測(cè)定
所謂液體靜力“稱量法”，即先用天平稱被測(cè)物體在空氣中質(zhì)量m1，然后將物體浸入水中，稱出其在水中的質(zhì)量m2，如圖1所示，則物體
2、在水中受到的浮力為
F＝ (m1－m2)g （4-2）
根據(jù)阿基米德原理，浸沒(méi)在液體中的物體所受浮力的大小等于物體所排開液體的重量。因此，可以推出
（4-3）
圖2
其中為液體的密度（本實(shí)驗(yàn)中采用的液體為水）；V是排開液體的體積亦即物體的體積。聯(lián)立（4-2）和（4-3）式可以得
（4-4）
由此得 （4-5）
（2）浮于液體中
3、固體的密度測(cè)定
圖3
待測(cè)物體的密度比液體小時(shí)，可采用加“助沉物”的辦法，如圖2所示，“助沉物”在液體中而待測(cè)物在空氣中，稱量時(shí)砝碼質(zhì)量為m1。待測(cè)物體和“助沉物”都浸入液體中稱量時(shí)如圖3所示，砝碼質(zhì)量為m2，因此物體所受浮力為(m1－m2)g。若物體在空氣中稱量時(shí)的砝碼質(zhì)量為m，物體密度為
（4-6）
2、比重瓶法
（1）液體密度的測(cè)量
對(duì)液體密度的測(cè)定可用流體靜力“稱量法”，也可用“比重瓶法”。在一定溫度的條件下，比重瓶的容積是一定的。如將液體注入比重瓶中，將毛玻璃塞由上而下自由塞上，多余的液體將從毛玻璃塞的中心毛細(xì)管中溢
4、出，瓶中液體的體積將保持一定。
比重瓶的體積可通過(guò)注入蒸餾水，由天平稱其質(zhì)量算出，稱量得空比重瓶的質(zhì)量為m1,充滿蒸餾水時(shí)的質(zhì)量為m2，則m2＝m1＋ρV，因此，可以推出
V＝(m2－m1)／ρ （4-7）
如果再將待測(cè)密度為ρ’的液體（如酒精）注入比重瓶，再稱量得出被測(cè)液體和比重瓶的質(zhì)量為m3，則＝(m3－m1)/V。將公式（4-7）代入此公式得
（4-8）
（2）粒狀固體密度的測(cè)定
對(duì)于不規(guī)則的顆粒狀固體，不可能用流體靜力“稱衡
5、法”來(lái)逐一稱其質(zhì)量。因此，可采用“比重瓶法”。實(shí)驗(yàn)時(shí)，比重瓶?jī)?nèi)盛滿蒸餾水，用天平稱出瓶和水的質(zhì)量m1，稱出粒狀固體的質(zhì)量為m2，稱出在裝滿水的瓶?jī)?nèi)投入粒狀固體后的總質(zhì)量為m3，則被測(cè)粒狀固體將排出比重瓶?jī)?nèi)水的質(zhì)量是m＝m1＋m2－m3，而排出水的體積就是質(zhì)量為m2的粒狀固體的體積，所以待測(cè)粒狀固體的密度為
（4-9）
當(dāng)然，所測(cè)粒狀固體不能溶于水，其大小應(yīng)保證能投入比重瓶?jī)?nèi)。
【實(shí)驗(yàn)儀器】
天平，待測(cè)物體，線繩，燒杯，水，比重瓶。
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?
1、熟練掌握物理天平的調(diào)整和使用方法。
2、掌握測(cè)定固體和液體密度的兩種
6、方法。
【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】
1、調(diào)試物理天平：調(diào)節(jié)水平；調(diào)節(jié)零點(diǎn)；練習(xí)使用方法。
2、用流體靜力“稱量法”測(cè)物體的密度。
（1）測(cè)金屬塊的密度
1）用細(xì)線拴住金屬塊，置于天平的左面掛鉤上測(cè)出其在空氣中的質(zhì)量m1；
2）將金屬塊浸沒(méi)在水中，稱其質(zhì)量m2；
3）記錄實(shí)驗(yàn)室內(nèi)水的溫度。
（2）測(cè)塑料塊的密度
1）測(cè)量塑料塊在空氣中的質(zhì)量m；
2）用細(xì)線在塑料塊的下面懸掛一個(gè)“助沉物”，測(cè)量塑料塊在空氣中而“助沉物”在液體中的質(zhì)量m1；
3）將塑料塊和“助沉物”一起浸入水中，測(cè)量質(zhì)量m2。
3、采用比重瓶測(cè)定物體的密度
（1）測(cè)定物體的密度
1）采用天平稱量比重瓶沒(méi)有裝入東
7、西時(shí)的質(zhì)量m1；
2）采用吸管將蒸餾水充滿比重瓶，稱其質(zhì)量m2；
3）倒出比重瓶中的蒸餾水、烘干，然后再將被測(cè)液體注入比重瓶，稱量比重瓶和液體的質(zhì)量m3。
（2）測(cè)定粒狀固體物質(zhì)的密度
1）將純水注滿比重瓶后蓋上塞子，擦去溢出的水，再用天平稱出瓶和水的總質(zhì)量m1；
2）采用天平稱量固體顆粒鉛的質(zhì)量m2；
3）將顆粒鉛投入比重瓶?jī)?nèi)，擦去溢出的水，稱出瓶、水和顆粒鉛的總質(zhì)量m3。
【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄】
1、用流體靜力“稱量法”測(cè)物體密度
表1：銅片的長(zhǎng)寬高 單位（cm）
金屬塊銅片
1
2
3
4
長(zhǎng)
寬
高
表2：銅塊的質(zhì)量 單位（g）
1
2
3
4
空氣中
水中
酒精中
水的溫度：,酒精的溫度：
2、塑料塊密度的測(cè)量（選作）
自擬表格記錄測(cè)量塑料塊的有關(guān)數(shù)據(jù)。并計(jì)算其密度和誤差，將結(jié)果用標(biāo)準(zhǔn)式表示。
3、采用比重瓶測(cè)量酒精和顆粒鉛的密度（選作）
自擬表格記錄測(cè)量酒精和顆粒鉛的有關(guān)數(shù)據(jù)，并計(jì)算其密度和誤差，將結(jié)果用標(biāo)準(zhǔn)式表示。
【思考題】
1、怎樣消除天平兩臂不等而造成的系統(tǒng)誤差？
2、分析造成本實(shí)驗(yàn)誤差的主要原因有哪些？
4
實(shí)驗(yàn)二密度的測(cè)量
