间接测量不规则物体密度

间接测量不规则物体密度第1页，共16页，2023年，2月20日，星期四12掌握用流体静力称衡法测定密度的原理。3掌握测量密度的几种方法。4掌握测量的误差分析方法。一、实验目的掌握流体静力法测量不规则物体的密度！

本次课重点是要掌握及流体静力称衡法的原理，以及在家庭里没实验器材的情况下创新测量不规则物体密度。第2页，共16页，2023年，2月20日，星期四二、实验仪器物理天平（含砝码）（弹簧测力计）玻璃烧杯待测物体等第3页，共16页，2023年，2月20日，星期四127654389第4页，共16页，2023年，2月20日，星期四三、实验原理1、用流体静力法测定外形不规则固体的密度这一方法的基本原理时阿基米德原理，即物体在液体中所受的浮力等于它所排开液体的重量，如果不计空气的浮力，物体在空气中的重量为W=m1g，它浸在液体中的视重W1=M2g，则物体所受的浮力F=W-W1=（M1-M2）g式中得M1和M2视该物体在空气中及全浸入液体中称时相应的天平砝码质量，因为物体所受浮力等于物体所排开液体的重量，即F=ρVg式中，ρ是液体的密度；V是排开液体的体积，也是物体的体积。所以有第5页，共16页，2023年，2月20日，星期四其中M1，M2,可以测出，ρ水可以查表这种方法避开了不易测量的不规则体积V，水的密度在不同温度下既可以查出第6页，共16页，2023年，2月20日，星期四2.待测物体密度小于液体密度时的测定如果待测物体密度ρ1小于液体密度ρ，则在测定不规则物体密度ρ时，先称物体在空气中相应于天平砝码的质量m2，然后，在物体上栓上一个重物，先使待测物体在液面之上而重物全部浸在液体中进行称衡，相应的砝码质量为m3。再将待测物体连同重物全部浸没在液体中进行称衡，相应的砝码为m4.则物体在液体中的浮力F=（m3-m4)g所以——F=(m3-m4)g=ρVgρ1=m2ρ/(m3-m4)第7页，共16页，2023年，2月20日，星期四对液体又怎么测量呢？？？3液体密度的测量如果要测量液体密度ρ2，可以先将一重物分别为m和m1，再将该重物浸没在待测液体中称衡，相应的砝码质量为m5，根据阿基米德原理，重物待测液体中所受的浮力F=（m-m5)g=ρ2Vg重物在密度ρ的液体中所受浮力F’=（m-m1）=ρVg所以ρ2=（m-m5）ρ/（m-m1）知道m，m1，m5，和ρ，即求出液体的密度第8页，共16页，2023年，2月20日，星期四四：实验内容和实验步骤：1，测量物体在空气中的质量m1测量三次2，测量物体在水中质量m2测量三次3，每次测量数据记录下来本实验用物理天平，也可以用弹簧测力计！数据相差个g公式ρ=m1*g/（m1-m2）计算第9页，共16页，2023年，2月20日，星期四注意事项：1、被测物和砝码的取放必须在天平处于平衡状态下进行，且一定要用镊子取放，特别是砝码绝不可用手直接拿取。2、使用过程中操作动作一定要轻，这样既可以使天平很快稳定，又可避免损坏天平。在称衡液体中的质量时，不可将液体洒落于天平的称盘和底座上。3、指针偏转不到一小格时，才能纪录数据，要注意对不到最小分度值的部分进行估读。4、称表观质量时，注意物体不能与杯壁或杯底接触，也不能露出液面。第10页，共16页，2023年，2月20日，星期四五：创新：大家家里都不可能都有量筒，天平等。测量不规则物体密度，能不能不用那么多专业仪器就能测呢？用刻度尺，烧杯2个（粗细均匀的瓶子也行）测密度实验步骤：如下h1h2h3第11页，共16页，2023年，2月20日，星期四1，把小烧杯漂在大烧杯中，用刻度尺记下水的高度h12，把物体放在小烧杯中，用刻度尺记下水的高度h23，把物体沉在水底，小烧杯仍漂在大烧杯中，记下水的高度h3公式：G物=F浮Mg=ρ水g（V2-V1）M=ρ（V3-V1）ρ=（V2-V1）*ρ水/（V3-V1）第12页，共16页，2023年，2月20日，星期四由于大烧杯的粗细均匀，体积的比等于高度的比所以上式等于ρ=（h2-h1）*ρ水/（h3-h1）直接测三组数据即水面的高度就可以测得物体的体积第13页，共16页，2023年，2月20日，星期四能测液体的密度吗？当测量液体的密度是要求液体和水不相容！否则误差较大把物体换成液体，倒入小烧杯中，记下h2，然后把液体倒入水中（液体尽量不要残留）记下高度h3，用公式ρ=（h2-h1）*ρ水/（h3-h1）求出！本方法简单易于操作，适合于在实验仪器不全面的情况下用简单的仪器就能操作！？？？？第14页，共16页，2023年，2月20日，星期四物体的质量受空气浮力的影响，而且天平不能达到很高的平衡条件（天平两臂不一定平衡）水的密度受温度的影响，实验中没测量水的温度！水的密度作为测物体密度的量度，水是纯净的吗？那么可以把水换为已知密度的某种液体也行！密