实验3固体和液体密度的测定

实验3 固体和液体密度的测定 实验目的 1熟悉物理天平的构造，掌握物理天平的调整和使用方法。 2应用流体静力称衡法测密度的原理，测量固体和液体的密度。实验仪器 物理天平 烧杯 温度计 待测物 悬线 实验原理 物质的密度是指单位体积内所含物质的质量。设某物体的体积为V,质量为m,则密度的数学表达式为 =m/V (31) 可见，只要测出m和V，就可测出 。 1用流体静力称衡法测固体密度。 取水的密度为液体的标准密度设被测物体不溶于水，在空气中测出其质量为m ,用细线将其悬掉在水中的称衡值为m .又设在当时温度下水的密度为，物体的体积为V。 根据阿基米德定律，有 m gm g = Vg由此可得 V=( mm)/ (32)把式(32)代入式(31)，得（此时m= m） = (33)式(33)就是用流体静力称衡法测固体密度的实验公式。 1 2 00 21 1 m mm 0 12 2用流体静力称衡法测液体密度。 用水的密度作为液体的标准密度。取一不溶于水，且与被测液体不发生化学反应的物块，在空气中称出其质量为m ，用细线将其悬吊在水中的称衡值为m ，悬吊在被测液体中的称衡值为m ,则有 = (34) （34）即为用流体静力称衡法测液体密度的实验公式。 21 31m mm m 0 123 内容要求1调整物理天平立柱铅直和横梁平衡。2用流体静力称衡法测定固体和液体的密度。（1）测量物块在空气中的质量m 10次。（2）测量物块悬吊在水中的称衡值m 10次。（3）测量物块悬吊在被测液体中的称衡值m 10 次。（4）记录水温，查出水的密度 。3记录天平的标称感量和最大称量。i1 i2 i3 0 数据处理1计算固体的密度并写出测量结果。（1）计算平均值 ， /（ ） imm 11 101 imm 22 101 0 1m 21 mm （2）计算不确定度。与多次测量相对应的A类不确定度分别为与仪器误差相对应的B类不确定度为 在这里，水密度和砝码质量均被认为是标准量且天平本身是理想等臂的。合成不确定度为 传递不确定度为 101 21191011 i im mmS 101 22291012 i im mmS3仪u 标称感量仪21 2211 uSmm 2222 uSmm 2221222121 22 21 1 mm mmmmm m （3）写出测量结果 3cmg 2计算液体的密度并写出测量结果。（1）计算平均值 ， ， ）（ ） （2）计算不确定度 = ， = ， = （3）写出测量结果 imm 11 101 imm 22 101 imm 33 101120 ( mm 23 mm 1m 221 uSm 2m 222 uSm 3m 223 uSm 22132212221213 32 321 11 mmm mmmmmmmm mm 3cmg 仪器简介图3-1所示为物理天平。 横梁B- 上带有三个刀口，其中b和 刀口向上，用于支撑称盘P和 ; a刀口向下，放置在立柱H上端的d上。固连在横梁中间的指针J的偏转位置可由标尺S表示出来，以确定天平是否达到平衡。K为启动制动旋钮，启动时，可观察天平是否平衡；制动时，横梁被架在托承A、 上，用于保护刀口和防止横梁摆动。托架 用于放置盛液体的烧杯。螺丝F、 用于调底座水平。E、 用于调横梁平衡。D为游码，初始位置在左端。G为感量凋节锤，调节其位置可调节天平的感量。 B bP A FE 天平的规格由最大称量和感量两个参数表示最大称量值是天平允许称衡的最大质量，它由横梁的结构和所用的材料决定。感量是天平的指针从标尺的平衡位置偏转一个最小分格时，天平两称盘上的质量差，用C表示，单位为g分格；感量的倒数称为灵敏度，用 S表示，S=1C”，单位为分格g。 天平的使用规则：查看天平是否安装正确；调水平：调节天平底脚螺丝，使水准仪的气泡移到中心小圈内；调平衡：调节横梁两端的平衡螺母，使天平在启动状态时，指针指在中间刻度线上；称衡时，左盘放待测物体，右盘放砝码，加减砝码和移动游码时必须使用镊子，且操作过程必须在天平制动状态下进行；实验完毕，使天平处于制动状态，并将吊耳摘离刀口。