实验2固体密度的测定.doc

实验2 固体密度的测定实验目的1了解物理天平的构造原理，掌握其调整和使用方法。2掌握测定规则固体密度的方法。3学习用流体静力称衡法测定不规则固体的密度。4学会用比重瓶法测定不规则固体的密度。实验仪器游标卡尺、千分尺、物理天平，比重瓶；待测金属圆柱体、不规则固体、小块固体颗粒等。实验原理一、测规则固体的密度设物体的质量为，体积为，其密度为本实验中的被测物体是一直径为，高为的圆柱体，其密度为 （1）因此，只要直接测出、，就可以算出圆柱体的密度。二、流体静力称衡法测不规则固体的密度设是物体在空气中称衡时相应的天平砝码质量；是物体全部浸没在液体中称衡时相应的天平砝码质量；是液体的密度，则物体的密度为 （2）如果被测物体的密度小于液体的密度，为使被测物体全部浸没在液体中，可采用在被测物体下面拴一重物的方法。实验时，进行三次称衡：首先在空气中直接称衡被测物体的质量。再将被测物体置于液面之上，而重物全部浸没在液体中称衡，此时天平砝码质量为。最后把被测物体连同重物一起全部浸没在液体中，进行称衡。则物体密度为 （3）三、比重瓶法测密度比重瓶注满液体后，用中间有毛细管的塞子塞住，使多余的液体就从毛细管溢出，这样瓶内盛有的液体的体积就是固定的。用比重瓶来测量不溶于水的小块固体的密度时，可依次称衡出小块固体的质量、装满纯水后比重瓶和纯水的总质量、以及装满纯水的瓶内投入小块固体后的总质量。此时小块固体的密度为 （4）用比重瓶还可以测量液体的密度。实验内容及步骤一、测定金属圆柱体的密度1、用物理天平称出圆柱体的质量。2、用千分尺和游标卡尺分别测圆柱体的直径和高，将测得数据填入表21和表21。二、用流体静力称衡法测密度小于液体的不规则物体块的密度1、用物理天平分别称出质量、，测得数据填入表23。2、记录室温，由实验教材附表33查出该室温下纯水的密度。三、用比重瓶法测量小块固体颗粒的密度1、用物理天平分别称出质量、，测得数据填入表24。2、记录室温，由附表3-3查出该室温下纯水的密度。实验数据记录一、测定金属圆柱体的密度圆柱体质量77.2410-3kg ，物理天平仪器误差0.0310-3kg表21 金属圆柱体的直径d千分尺的示值误差0.004 mm，零点读数d0 = -0.003 mm，单位：mm 测量部位上中下平均示值di20.95520.94520.95320.94620.94420.95220.94820.95620.950直径di = di - d020.95820.94820.95620.94920.94720.95520.95120.95920.95320.953残差|0.0050.0050.0030.0050.0060.0020.0040.0060.000表22 金属圆柱体的高度游标卡尺分度值0.02 mm，示值误差0.02 mm，单位：mm 测量次数123456平均高度28.5628.5428.5228.5828.5428.5628.55残差|0.010.010.030.030.010.01二、用流体静力称衡法密度小于液体的不规则物体块的密度（见表23）。表23 密度小于液体的不规则物体块的密度单位：10-3kg 项目示值19.6536.4514.85室温 25.2 ，水的密度= 997.069 kg/m3。三、用比重瓶法测量小块固体颗粒（锌粒）的密度（见表24）。表24 小块固体颗粒的密度单位：10-3kg 项目示值42.4535.2571.58室温 25.2 ，水的密度= 997.069 kg/m3。数据处理一、金属圆柱体的密度1、金属圆柱体质量的准不确定度：2、金属圆柱体的直径d：直径d的平均值：直径d的A类标准不确定度：直径d的B类标准不确定度：直径d的总标准不确定度：3、金属圆柱体的高度h：直径h的平均值：直径h的A类标准不确定度：直径h的B类标准不确定度：直径h的总标准不确定度：4、金属圆柱体密度的最佳估计值（平均值）：5、金属圆柱体密度的相对合成标准不确定度：（在这里，未将各物理量中的因子10-3代入，是因为计算中这些因子会自动约掉。后面的相应计算中也做这样的处理。）6、金属圆柱体密度的合成标准不确定度：7、金属圆柱体密度的测量结果：二、流体静力称衡法密度小于液体的不规则物体块的密度1、不规则物体块密度的最佳估计值（平均值）：2、不规则物体块密度的相对合成标准不确定度：3、不规则物体块密度的合成标准不确定度：4、不规则物体块密度的测量结果：三、