固體和液體密度的測量

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1、實驗1固體和液體的密度測定密度是物體的基本特性之-，它與物質(zhì)的純度有關(guān)。因此工業(yè)上常通過測定密度來做原料成分的分析和純度的鑒定。本實驗丿lj液體靜力稱衡法和比重瓶法測量固體的密度,通過實驗熟悉物理天平的使用?！緦嶒?zāi)康摹?.掌握物理天平的調(diào)整和使用方法。2.掌握測定固體和液體密度的兩種方法。【實驗儀器】物理天平，待測物體，線繩，燒杯，水，比重瓶，溫度計?！緦嶒炘怼咳粢粋€物體的質(zhì)量為加，體積為必則其密度為門=巴(2-1-1)V可見，通過測定加和V可求出P,m可用物理天平稱量，而物體體積則可根據(jù)實際情況，采用不同的測量方法。一、用液體靜力稱衡法測量固體的密度1.能沉于水中的固體密度的測定所謂液體

2、靜力稱衡法，即先用天平稱被測物體在空氣小質(zhì)量皿，然后將物體浸入水中,稱岀其在水中的質(zhì)量加2,如圖1所示，則物體在水中受到的浮力為F=(加1一加2)g(2)根據(jù)阿基米徳原理，浸沒在液體屮的物體所受浮力的人小等于物體所排開液體的重量。因此F=P{)Vg(3)其中Qo為液體的密度(本實驗屮采用的液體為水)；卩是排開液體的體積亦即物體的體積。聯(lián)立(2)和(3)式可以得y二?一叫(4)Po由此得p=“?久⑸m{一m22.浮于液體中固體的密度測定圖3待測物體的密度比液體小時，可采用加“助沉物”的辦法，如圖2所示，“助沉物”在液體中而待測物在空氣中，稱量時祛碼質(zhì)量為g。待測物體和“助沉物”都浸入液體中稱雖時

3、如圖3所示，相應(yīng)的祛碼質(zhì)雖為〃72，因此物體所受浮力為伽

4、一加2加若物體在空氣中WWW圖1圖2稱量吋的祛碼質(zhì)量為加，物體密度為m二、比重瓶法1.液體密度的測量對液體密度的測定可川流體靜力“稱量法”，也可用“比重瓶法”。在一定溫度的條件F,比重瓶的容積是一定的。如將液體注入比重瓶屮，將毛玻璃塞由上而卜-白由塞上，多余的液體將從毛玻璃塞的中心毛細管中溢出，瓶中液體的體積將保持一定。比重瓶的體積可通過注入蒸僻水，由犬平稱具質(zhì)量算出，稱量得空比重瓶的質(zhì)量為如,充滿蒸僻水時的質(zhì)量為畑貝iJ比重瓶的體積為V=（m2—wO/P（7）如果再將待測密度為的液體（如酒粘：）注入比重瓶，再稱量得出被測液體和比重瓶的

5、質(zhì)量為加3,則p'=（m3—mO/Vo將公式（7）代入此公式得(8),m,-m,P=Pom2一m}1.粒狀固體密度的測定(9)比重瓶法也可以測最不溶于水的小顆粒狀的固體的密度。實驗時，比重瓶內(nèi)盛滿蒸館水，用天平稱出瓶和水的質(zhì)量加

6、,稱出粒狀固體的質(zhì)量為加2，稱出在裝滿水的瓶內(nèi)投入粒狀固體后的總質(zhì)量為蝕，貝I」被測粒狀固體將排出比重瓶內(nèi)水的質(zhì)量是m=mx+m2-m^而排出水的體積就是質(zhì)量為加2的粒狀固體的體積，所以待測粒狀固體的密度為P=A)mx+m2-m3【實驗內(nèi)容及步驟】1.調(diào)試物理犬平：調(diào)節(jié)水平；調(diào)節(jié)零點；練習(xí)使用方法。2.用流體靜力“稱量法”測物體的密度。（1）測金屬塊的密度①用細線拴住

7、金屬塊，置于犬平的左面掛鉤上測出具在空氣屮的質(zhì)量〃?、趯⒔饘賶K浸沒在水中，稱其質(zhì)量加2；③記錄實驗室內(nèi)水的溫度，由表小查出水在該溫度下的密度。（2）測石臘塊的密度①測量石臘塊在空氣中的質(zhì)量加；②用細線在石臘塊的卜?面懸掛一個“助沉物”，測量石臘塊在空氣中而“助沉物”在液體中的質(zhì)量陽;③將石臘塊和“助沉物”一起浸入水中，測量質(zhì)量加2。3.采川比重瓶測定物體的密度（測量方案自行設(shè)定）。（1）測定液休的密度；（2）測定粒狀固體物質(zhì)的密度。【數(shù)據(jù)表格及處理】1.用流休靜力稱衡法測金屬塊和石蠟塊的密度（將結(jié)果用標(biāo)準(zhǔn)式表示）。表1測量金屬塊和石臘塊的有關(guān)數(shù)據(jù)表格金屬塊的密度石臘塊的密度m叫tn777]i

8、n2天平感量kg天平最大稱量kg壞境溫度°C水的密度幾=kg/m3mx±0.05=±0.05=金屬塊的密度測定?Po=kg/m3相對合成不確定度:—Hl2總量的合成不確定度:(7p=P'Ep=kg/m3測量結(jié)來的標(biāo)準(zhǔn)式:P^p=kg/m31.計算石蠟塊的密度和不確定度，將結(jié)果用標(biāo)準(zhǔn)式表示。2.采川比重瓶測量酒精和粒狀固體物質(zhì)的密度，表格自擬?！舅伎碱}與習(xí)題】1.使川物理天平應(yīng)注意哪幾點？怎樣消除天平兩臂不等而造成的系統(tǒng)誤差?2.分析造成本實驗誤差的主要原因有哪些？附錄物理天平一.物理天平的構(gòu)造及主要性能指標(biāo)如附圖1所示，在橫梁上裝有三角刀口A、F、、F2,中間刀口A置于支柱頂端的瑪瑙刀口禁上，

9、作為橫梁的支點。兩邊刀口各冇秤盤巴、P2,橫梁上升或下降，當(dāng)橫梁下降時，制動架就會把它托住，以免丿J口磨損。橫梁兩端各有一平衡螺母厲、B2,用于空載調(diào)節(jié)平衡。橫梁上裝冇游動祛碼￡>,用于lg以卜的稱量。物理犬平的規(guī)格由最大稱量值和感量（或靈敏度）來表示。最大稱量值是天平允許稱量的授大質(zhì)量。感量就是天平的指針從標(biāo)牌上零點平衡位置轉(zhuǎn)過一格，天平兩盤上的質(zhì)量差，靈敏度是感量的倒數(shù)，感量越小靈敏度就越高。