實(shí)驗(yàn)五 物質(zhì)密度的測(cè)定

1、實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五物質(zhì)密度的測(cè)定物質(zhì)密度的測(cè)定要想測(cè)量物體的密度要想測(cè)量物體的密度ρ，只需稱量該物體的質(zhì)量，只需稱量該物體的質(zhì)量m和體積和體積V，再根據(jù)，再根據(jù)ρ=mV進(jìn)行計(jì)算得進(jìn)行計(jì)算得到。物體的質(zhì)量到。物體的質(zhì)量m可用天平稱量，對(duì)于外形規(guī)整而又便于測(cè)量外形尺寸的物體，可通過測(cè)可用天平稱量，對(duì)于外形規(guī)整而又便于測(cè)量外形尺寸的物體，可通過測(cè)外形尺寸來計(jì)算體積，對(duì)于一般外形不規(guī)整的固體，則必須采用其它方法求其體積。本實(shí)外形尺寸來計(jì)算體積，對(duì)于一

2、般外形不規(guī)整的固體，則必須采用其它方法求其體積。本實(shí)驗(yàn)介紹了常用的測(cè)量不規(guī)則固體與液體密度的方法。驗(yàn)介紹了常用的測(cè)量不規(guī)則固體與液體密度的方法?！緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹俊緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?學(xué)會(huì)正確使用物理天平稱量物體的質(zhì)量。學(xué)會(huì)正確使用物理天平稱量物體的質(zhì)量。2掌握用流體靜力稱衡法和比重瓶法測(cè)量固體和液體的密度。掌握用流體靜力稱衡法和比重瓶法測(cè)量固體和液體的密度。【實(shí)驗(yàn)原理】【實(shí)驗(yàn)原理】一、流體靜力稱衡法一、流體靜力稱衡法用流體靜力稱衡法測(cè)固體密度時(shí)，先

3、設(shè)物體在空氣中的重量為用流體靜力稱衡法測(cè)固體密度時(shí)，先設(shè)物體在空氣中的重量為W1，懸在水中的視重，懸在水中的視重W2，則物體所受水的浮力，則物體所受水的浮力F的大小等于的大小等于F=W1W2根據(jù)阿基米德原理，物體在水中所受的浮力的大小等于它所排開水的重量，即根據(jù)阿基米德原理，物體在水中所受的浮力的大小等于它所排開水的重量，即F=ρ0Vg其中，其中，ρ0為水的密度，為水的密度，V為物體的體積，為物體的體積，g為重力加速度，得為重力加速度，

4、得W1W2=ρ0Vg即V=(51)gWW021??又設(shè)物體在空氣中稱衡時(shí)天平的砝碼值為又設(shè)物體在空氣中稱衡時(shí)天平的砝碼值為m1，如圖，如圖51所示，將物體掛在天平橫梁左側(cè)所示，將物體掛在天平橫梁左側(cè)吊耳的掛鉤上，并使其懸在盛水的燒杯中稱衡時(shí)天平的砝碼值為吊耳的掛鉤上，并使其懸在盛水的燒杯中稱衡時(shí)天平的砝碼值為m2，則，則W1=m1g，W2=m2g，將此代入，將此代入(51)式中得到式中得到V=(52)gmm021??測(cè)出水的溫度，從附表

5、中查出測(cè)出水的溫度，從附表中查出ρ0值，就可從值，就可從(52)式求出物體的體積，而物體的密度式求出物體的體積，而物體的密度ρ就等于等于(53)2110mmm????二、比重瓶法二、比重瓶法比重瓶的形狀如圖比重瓶的形狀如圖51所示，它在一定的溫度下有一定的容積。當(dāng)將液體注滿比重瓶并所示，它在一定的溫度下有一定的容積。當(dāng)將液體注滿比重瓶并塞好塞子后，多余的液體將從塞子的毛細(xì)管流出，使瓶中液體的體積保持一定。塞好塞子后，多余的液體將從塞子的

6、毛細(xì)管流出，使瓶中液體的體積保持一定。⑴將小玻璃球（約將小玻璃球（約10粒左右）烘干，并稱其質(zhì)量粒左右）烘干，并稱其質(zhì)量m4。⑵將已稱其質(zhì)量為將已稱其質(zhì)量為m4的玻璃球放入已盛滿蒸餾水的比重瓶?jī)?nèi)，塞上瓶塞，擦干瓶外的玻璃球放入已盛滿蒸餾水的比重瓶?jī)?nèi)，塞上瓶塞，擦干瓶外的蒸餾水，稱出此時(shí)比重瓶、水和玻璃球的總質(zhì)量的蒸餾水，稱出此時(shí)比重瓶、水和玻璃球的總質(zhì)量m5。⑶由公式（由公式（55）計(jì)算出玻璃球的密度并用不確定度報(bào)告測(cè)量結(jié)果（）計(jì)算出玻

7、璃球的密度并用不確定度報(bào)告測(cè)量結(jié)果（ρ玻璃玻璃=????????）。）。【思考題】【思考題】1使用天平測(cè)量前，應(yīng)進(jìn)行哪些調(diào)節(jié)，如何消除天平不等臂誤差2如何用靜力稱衡法測(cè)定液體的密度3用未經(jīng)干燥的比重瓶進(jìn)行測(cè)量，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有什么影響參考資料參考資料物理天平物理天平【原理原理】利用等臂杠桿來量度質(zhì)量的稱衡儀器，稱為天利用等臂杠桿來量度質(zhì)量的稱衡儀器，稱為天平。按其稱衡的精度分等級(jí)，精密度高的是分析天平。按其稱衡的精度分等級(jí)，精密度高的是分析

8、天平，精密度低的是物理天平，實(shí)驗(yàn)中常用的物理天平平，精密度低的是物理天平，實(shí)驗(yàn)中常用的物理天平如圖如圖53所示。它的主要部分是底座所示。它的主要部分是底座1，支柱，支柱2，橫梁，橫梁3及秤盤及秤盤4和5。在橫梁的中點(diǎn)和兩端有三個(gè)鋼質(zhì)的刀口。在橫梁的中點(diǎn)和兩端有三個(gè)鋼質(zhì)的刀口6、7和8，中間刀口向下可由支柱，中間刀口向下可由支柱2上的刀墊支起，作上的刀墊支起，作為橫梁的支點(diǎn)，兩端的刀口上懸掛兩個(gè)秤盤，其刀口為橫梁的支點(diǎn)，兩端的刀口上懸掛兩

9、個(gè)秤盤，其刀口位置正好距中間刀口等遠(yuǎn)，三個(gè)刀口在同一平面上，位置正好距中間刀口等遠(yuǎn)，三個(gè)刀口在同一平面上，這樣就構(gòu)成等臂杠桿天平。橫梁在制造上要求輕而堅(jiān)這樣就構(gòu)成等臂杠桿天平。橫梁在制造上要求輕而堅(jiān)牢，質(zhì)量分布具有中央軸線對(duì)稱，重心在中央刀口稍牢，質(zhì)量分布具有中央軸線對(duì)稱，重心在中央刀口稍下，使橫梁處于水平穩(wěn)定平衡，橫梁的水平位置，是下，使橫梁處于水平穩(wěn)定平衡，橫梁的水平位置，是稱衡時(shí)的參考位置，它由固定在上面的指針稱衡時(shí)的參考位置，它

10、由固定在上面的指針10在支柱在支柱2上的水平標(biāo)尺上的水平標(biāo)尺11上指示出，稱為零點(diǎn)。上指示出，稱為零點(diǎn)。在支柱的下方有一止動(dòng)旋鈕在支柱的下方有一止動(dòng)旋鈕9，用以升降橫梁，當(dāng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)止動(dòng)旋鈕時(shí)，支柱中升高，用以升降橫梁，當(dāng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)止動(dòng)旋鈕時(shí)，支柱中升高的刀墊將橫梁托起，梁即可靈活擺動(dòng)進(jìn)行稱衡。不用時(shí)，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)止動(dòng)旋鈕，橫梁下的刀墊將橫梁托起，梁即可靈活擺動(dòng)進(jìn)行稱衡。不用時(shí)，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)止動(dòng)旋鈕，橫梁下降，由止動(dòng)架托住，中央刀口和刀墊分

11、離，兩端的刀口由于稱盤落在底座上而減去負(fù)荷，降，由止動(dòng)架托住，中央刀口和刀墊分離，兩端的刀口由于稱盤落在底座上而減去負(fù)荷，其目的是保護(hù)刀口以免受到損傷，其目的是保護(hù)刀口以免受到損傷，12為鉛錘，為鉛錘，13為調(diào)平螺絲，為調(diào)平螺絲，14為底角螺絲。為底角螺絲。另外，根據(jù)天平精度和極限負(fù)載的不同，每臺(tái)天平都有自己的全套磚碼，其總質(zhì)量就另外，根據(jù)天平精度和極限負(fù)載的不同，每臺(tái)天平都有自己的全套磚碼，其總質(zhì)量就是極限負(fù)載。一般天平的最大稱量為是

12、極限負(fù)載。一般天平的最大稱量為200～500g。表示天平另一性能的叫靈敏度。靈敏度是。表示天平另一性能的叫靈敏度。靈敏度是指天平兩側(cè)負(fù)載相差一個(gè)單位質(zhì)量時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)的分度數(shù)。靈敏度的倒數(shù)稱為感量，即天指天平兩側(cè)負(fù)載相差一個(gè)單位質(zhì)量時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)的分度數(shù)。靈敏度的倒數(shù)稱為感量，即天平指針從標(biāo)尺上零點(diǎn)位置（天平兩個(gè)秤盤上的質(zhì)量相等，指針在標(biāo)尺的中間）偏轉(zhuǎn)一個(gè)最平指針從標(biāo)尺上零點(diǎn)位置（天平兩個(gè)秤盤上的質(zhì)量相等，指針在標(biāo)尺的中間）偏轉(zhuǎn)一個(gè)最小分度

13、時(shí)天平兩秤盤上的質(zhì)量差。一般說來，感量的大小應(yīng)該與天平砝碼（游碼）讀數(shù)的小分度時(shí)天平兩秤盤上的質(zhì)量差。一般說來，感量的大小應(yīng)該與天平砝碼（游碼）讀數(shù)的最小分度值相適應(yīng)。最小分度值相適應(yīng)。為了使用方便，在天平橫梁上附有可以移動(dòng)的游碼為了使用方便，在天平橫梁上附有可以移動(dòng)的游碼15，并刻有游碼標(biāo)尺，其分度值為，并刻有游碼標(biāo)尺，其分度值為50mg，當(dāng)游碼，當(dāng)游碼15在橫梁上向右移動(dòng)一個(gè)分度時(shí)，就相當(dāng)于右側(cè)秤盤中加在橫梁上向右移動(dòng)一個(gè)分度時(shí)，就