大学物理实验教案-密度

1 大大学学物物理理实实验验教教案案 实验项目物体密度的测定 教学目的 1 熟悉并掌握物理天平的使用方法 2 掌握流体静力称衡法测物体密度的原理和方法 实验原理 设物体的质量为 体积为 密度为 则根据密度定义 MV V M 我们只要能测出物体的质量和确定其体积 就可求得物体的密度MV 物体的质量通常用天平测定 体积可用不同的方法求出 对于外 MV 形规则且不复杂的固体 可以利用测量长度的工具 游标卡尺 千分尺等 进 行间接测量而求得 而对于一般的固体或液体 则必须用其它方法求出其体 积 最简易的方法是应用量筒测量液体体积 本实验介绍一种常用的方法 流体静力称衡法 1 流体静力称衡法测密度 假设体积为的物体 在空气中重量为g 将该物体完全浸没在密V 1 m 度为的液体中 其视重为g 根据阿基米德原理 物体在液体中所受 0 2 m 的浮力等于它所排开同体积液体的重量 设物体的密度为 0 21 11 mm m V m 2 物理天平的使用方法 先弄清天平的分度值和称量 决定该天平是否适用 水平调节 旋转底脚螺丝 使水准器水泡在中间 零点调节 将游码 D 拨到刻度 0 处 再把称盘吊钩分别挂在横梁 两端的刀口上 启动天平 观察指针摆动情况 如果指针在标尺中央作左右 等幅摆动 则天平已平衡 否则 应旋止动旋钮 Q 将横梁放下 再调节平 衡螺母 B1 B2 然后再启动检查 反复数次直到平衡 称衡 称衡时应注意 A 将待称之物体放在左称盘中央 砝码放在右称盘中央 从称盘 上取下砝码应立即放回盒中原位置 砝码不得直接用手拿取 一般用镊子夹 取 B 为了保护刀口 必须记住 在取放物体 取放砝码 调整平衡 螺母 拨动游码以及不使用天平时 都必须将天平止动 只准许在观察天平 是否平衡时才将天平启动 天平启 止动时动作要轻 止动时最好在天平指 针接近标尺中间刻度时进行 实验完毕 将两边吊钩摘离刀口 天平放回原处 2 教学重点与 难点 重点 1 密度测量的基本原理 公式及变形公式的运用 2 物理天平的使用 3 不规则物体密度的测量 难点 1 使用千分尺测直径 游标卡尺测高度 零点读数与测量读数 2 物理天平水平调节 零点调节及操作注意事项 实验内容 提要 1 规则固体密度的测定 细心调好天平的水平和零点 用天平称量铜圆柱体的质量 M测 用游标卡尺测圆柱体的长度 6 次 用千分尺测圆柱体的直径 6 次 2 不规则固体密度的测定 将待测玻璃块用细线挂在天平左盘的吊钩上称出其质量 M1 在玻璃杯中倒大半杯水放在托盘上 再将待测玻璃块完全浸入水中 称出它在水中的视质量 M2 用温度计测出水的温度 并由附表查出该温度下水的密度 0 测量与数据 处理要求 1 规则物体密度测量时 千分尺读数精确到 0 001mm 需要估读 2 游标卡尺读数精确到 0 02mm 的整数倍 不能估读 3 物理天平游码读数精确到 0 01g 需要估读 4 不规则物体密度测量时 应将待测玻璃块完全浸入水中 不能碰触烧杯 壁 烧杯底 也不能有部分暴露在空气中 5 数据处理时 先计算相对不确定度 再计算总不确定度比较方便 思考题 1 天平的使用规则中 哪些规定是为了保护刀口的 2 如何用流体静力称衡法测量某种液体的密度 3 你还能举出一些测密度的方法吗 参考资料 大学物理实验 马靖 马宋设 施洋主编 大学物理实验指导 丁道滢 陈之前主编 物理实验教程 丁慎训 张连芳主编 大学物理实验 霍剑青 吴泳华等主编 评分标准 一 预习及操作评分标准 1 预习部份 40 分 1 实验仪器 10 分 其中天平 游标卡尺 千分尺的规格 5 分 其他 5 分 2 实验原理 20 分 其中 5 分VM 5 分 0 21 1 mm m 密度用天平测 规则固体体积用长度测量工具测 5 分 不规则固体体积用流 体静力称衡法测 5 分 3 其他 10 分 2 操作部分 60 分 1 调水平 10 分 3 2 调平衡 10 分 3 保护刀口 10 分 4 测质量 10 分 5 游标卡尺 千分尺 10 分 6 整理仪器 10 分 二 实验报告评分标准 密度实验报告总分 100 分 分成两大块 1 数据处理部分占 85 分 数据处理全对或错一个地方不扣分 得 85 分 数据处理错两个地方扣 5 分 得 80 分 数据处理错三个地方扣 10 分 得 75 分 数据处理错四个地方