2023年密度的测定的实验报告

《固体密度的测定》

一、实验目的：

1.掌握测定规则物体和不规则物体密度的方法；

2.掌握游表卡尺、螺旋测微器、物理天平的使用方法；

3.学习不拟定度的计算方法，对的地表达测量结果；

4.学习对的书写实验报告。

二、实验仪器：

1.游表卡尺：(0-150mm,0.02mm)

2.螺旋测微器:(0—25mm,0.01mm)

3.物理天平：(丁0-028型,200&0.028)

三.实验原理:内容一:测量细铜棒的密度

根据p=-(1-1)可得(1-2)

V:rd2h

只要测出圆柱体的质量，小外径〃和高度h,就可算出其密度。

内容二：用流体静力称衡法测不规则物体的密度

1、待测物体的密度大于液体的密度

根据阿基米德原理：尸=已。匕和物体在液体中所受的浮力：/=卬一叱=(，〃-g)g

可得

(1-3)

m是待测物体质量，im是待测物体在液体中的质量,本实验中液体用水，0。即水的密度，不

同温度下水的密度见教材附录附表5(P305)。

2、待测物体的密度小于液体的密度

将物体拴上一个重物，加上这个重物后，物体连同重物可以所有浸没在液体中，这时进

行称衡。根据阿基米德原理和物体在液体中所受的浮力关系可得被测物体的密度：

(1-4)

如图1-1(a),相应的祛码质量为m2,再将物体提高到液面之上，而重物仍浸没在液体中，这

时进行称衡，如图卜1(b),相应的祛码质量为m3,用是待测物体质量，为即水的密度

同上。

图1-1用流体静力称衡法称密府小干水的物体

只有当浸入液体后物体的性质不会发生变化时，才干用此法来测定它的密度。

注：以上实验原理可以简要写。

四.实验环节：

实验内容一:测量细铜棒的密度

1.熟悉游标卡尺和螺旋测微器,对的操作的使用方法，记下所用游标卡尺和螺旋测微器

的量程，分度值和仪器误差.零点读数。

2.用游标卡尺测细铜棒的长度h,在不同方位测量5次分别用游标卡尺和螺旋测微器测

细铜棒的直径5次，计算它们的平均值(注意零点修正)和不拟定度.写出测量结果表达

式并把结果登记表格内.

3.熟悉物理天平的使用的方法，记下它的最大称量分度值和仪器误差.横梁平衡，对的

操作调节底座水平，对的操作天平.称出细铜棒的质量m,并测5次，计算平均值和不

拟定度，写出测量结果表达式.

4.用。铜公式算出细铜棒的平均密度

铜rtd2h

5.用不拟定度的传递公式求出密度的相对不拟定度和绝对不拟定度，写出最后的结果表

33

达式：p^p+\p=(±)x1Okg/m并记录到表格中.

6.求出百分差:铜焊条密度的参考值:/?铜=8.426x1()3心/苏.

实验内容二：用流体静力称衡法测不规则物体的密度

1.测定外形不规则铁块的密度(大于水的密度)；

(1)按照物理天平的使用方法,称出物体在空气中的质量，”，标出单次测量的不拟定度,

写出测量结果。

(2)把盛有大半杯水的杯子放在天平左边的托盘上，然后将用细线挂在天平左边小钩

上的物体所有浸没在水中(注意不要让物体接触杯子边和底部,除去附着于物体表面的气泡),

称出物体在水中的质量如，标出单次测量的不拟定度，写出测量结果。

(3)测出实验时的水温,由附录附表5中查出水在该温度下的密度A；。

(4)由式(1-3)计算出0,同时用不拟定度传递公式计算p的不拟定度，最后写出

测量结果和相对不拟定度,并和铁栓密度的参考值:「铁=7.823*1。3场/m3的数值比较之，

求出百分差。

2.测定石蜡的密度(小于水的密度)

(1)同上测出石蜡在空气中的质量m；

(2)将石蜡拴上重物，测出石蜡仍在空气中，而重物浸没水中的质量

(3)将石蜡和重物都浸没在水中，测出小2；

(4)测出水温，由《大学物理实验》教材表中查出Po；

(5)由式(1-4)计算夕及

(6)求出百分差:石蜡密度的参考值：夕石蜡=0.898x1()3心/机3。

五、实验数据记录：

铜焊条、铁栓、石蜡密度的理论参考值：

外=8.426x1()3Kg/加3、P铁=7.823x1()3心/加3、?石蜡=o.898xl(y幅/加

固体密度测量

仪器参数及系统误差记录

仪器名称最大量程分度值仪器误差仪器零点读数

游标卡尺(mm)1500.020.020.00

螺旋测微器(mm)250.010.0050.002

物理天平(g)2000.020.0200.00

测量数据记录

物

物平均修正不确结果百分

理12345

体值后值定度表达差

量

4.968

d铜4.964.94.974.974.96

细4.9664.9690.006土

mm973108

铜阪0060.12

棒h铜997.797.797.790.097.74%

97.7697.74

mm7.764227.743±0.03

16.190

m铜15.915.915.9415.1

15.94615.9460.020±0.02

g484649465.946

0

P

(8..416±0.003)x^Kg/m3

铜

流体静力称衡法密度测量数据记录

待测物体材料铁块石蜡块

待测物体在空气中的质量m(g)12.540±0.0203.442+0.020

待测物体在水中的质量mi(g)10.926±0.02/

0

待测物体拴上重物的质量m3(g)/14.316±0.020

物体和重物全浸入水中的质量m2(g)/10.564±

0.020

水温t(℃)10.0℃±10.0±0.5℃

0.5℃

水在t(℃)时的密度p。(X103kg/m3>0.9997000.999700

待测物体的密度p(X103kg/m3)7.77+0.480.917+0.016

百分差-0.72%2.2%

六、实验数据解决:

%=(4.966+4.969+4.973+4.971+4.969)/5=4.970(mm)

。铜修=4.970-0.002=4.968(/77/77)

%=(97.76+97.74+97.72+97.76+97.72)/5=97.740”)

嬴同=(15.948+15.946+15.946+15.944+15.946)/5=15.946(g)

『=〃?加)

卫------------+O.OO52=J(0.0026)2+(0.005ooo6(

n-\

△八铜=Js楠2+△仪2=Vo.022+0.022=0.03(wm)

△“嗣=JS.铜2+△仪2=7O.OO152+O.O2O2=0.020(/^)

4丽

万铜==8.416x1()3心/机3

万4同修厢

0.020V10.006?।(0.03、

15.946J+14.968)+197.74,=0.032%

铜=5乂1铜=0.032%x8.416xl()3=0.003xl03(^g/w3)

°铜一0铜参=8416-8426乂j的％=_0,12%

X7铜参8.426

m12.540x0.999700x1。3=7767x叫伙/m3)

。铁―m-m,Po—12.540-10.926

△P*加+町小12.540+10.926

x0.020=6.1%

p铢m（m一班）112.540(12.540-10.926)

A雄=4X夕铁=6.1%x7.767xlO3=0.48xl03(Xg/病)

P族一P铢参7.767-7.823

x100%=-0.72%

。铁参7.823

m

-------------x0.999700x1()3=o§171*1O'供/加3)

Po=

m,-m2