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廣東第二師范學(xué)院學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告院〔系〕名稱物理與信息工程系班別15電子班姓名許柳飛專業(yè)名稱電子信息工程學(xué)號(hào)實(shí)驗(yàn)課程名稱普通物理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)工程名稱固體和液體密度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)間2023年4月6日實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)物理實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)成績(jī)指導(dǎo)老師簽名內(nèi)容包含:實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)使用儀器與材料、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理與歸納〔數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算等〕、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析、實(shí)驗(yàn)心得【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚?.熟練掌握物理天平的構(gòu)造原理及調(diào)整和使用方法。2.掌握測(cè)定固體和液體密度的兩種方法〔靜力稱衡法和比重瓶法〕?!緦?shí)驗(yàn)使用儀器與材料】:物理天平,待測(cè)物體,線繩,燒杯,水,比重瓶,溫度計(jì),砝碼,待測(cè)液〔鹽水〕?!緦?shí)驗(yàn)原理】:實(shí)驗(yàn)原理假設(shè)一個(gè)物體的質(zhì)量為m,體積為V,那么其密度為圖4-1〔圖4-1可見(jiàn),通過(guò)測(cè)定m和V可求出ρ,m可用物理天平稱量,而物體體積那么可根據(jù)實(shí)際情況,采用不同的測(cè)量方法。對(duì)于形狀不規(guī)那么的物體,或固體小顆粒,液體可用下述兩種方法測(cè)量其體積,從而計(jì)算出它的密度。用流體靜力稱衡法測(cè)量固體的密度〔1〕能沉于水中的固體密度的測(cè)定所謂流體靜力稱衡法,即先用天平稱被測(cè)物體在空氣中質(zhì)量m1,然后將物體浸入蒸餾水中,稱出其在水中的質(zhì)量m2,如圖4-1所示,那么物體在水中受到的浮力為F=(m1-m2)g〔4-2〕根據(jù)阿基米德原理,浸沒(méi)在液體中的物體所受浮力的大小等于物體所排開(kāi)液體的重量。因此,可以推出F=ρ0Vg〔4-3〕圖4-2其中ρ0為液體的密度〔本實(shí)驗(yàn)中采用的液體為水〕;V是排開(kāi)液體的體積亦即物體的體積。聯(lián)立〔4-2〕和〔4圖4-2〔4-4〕由此得〔4-5〕〔2〕浮于液體中固體的密度測(cè)定待測(cè)物體的密度比液體小時(shí),可采用加“助沉物〞的方法,如圖4-2所示,“助沉物〞在液體中而待測(cè)物在空氣中,稱量時(shí)砝碼質(zhì)量為m1。待測(cè)物體和“助沉物〞都浸入液體中稱量時(shí)如圖4-3所示,砝碼質(zhì)量為m2,因此物體所受浮力為(m1-m2)g。假設(shè)物體在空氣中稱量時(shí)的砝碼質(zhì)量為m,物體密度為圖4-3〔圖4-3比重瓶法〔1〕液體密度的測(cè)量對(duì)液體密度的測(cè)定可用流體靜力稱衡法,也可用“比重瓶法〞。在一定溫度的條件下,比重瓶的容積是一定的。如將液體注入比重瓶中,將毛玻璃塞由上而下自由塞上,多余的液體將從毛玻璃塞的中心毛細(xì)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(guò)注入蒸餾水,由天平稱其質(zhì)量算出,稱量得空比重瓶的質(zhì)量為m1,充滿蒸餾水時(shí)的質(zhì)量為m2,那么m2=m1+ρV,因此,可以推出V=(m2-m1)/ρ〔4-7〕如果再將待測(cè)密度為ρ’的液體〔如酒精〕注入比重瓶,再稱量得出被測(cè)液體和比重瓶的質(zhì)量為m3,那么ρ’=(m3-m1)/V。將公式〔7〕代入此公式得〔4-8〕【實(shí)驗(yàn)步驟】:1.調(diào)試物理天平:調(diào)節(jié)水平;調(diào)節(jié)零點(diǎn);練習(xí)使用方法。2.用流體靜力稱衡法測(cè)固體和液體的密度?!?〕測(cè)固體的密度1〕用細(xì)尼龍線拴住金屬塊,置于天平的左面掛鉤上測(cè)出其在空氣中的質(zhì)量m;2〕用尼龍繩將擦干凈的待測(cè)固體吊在天平橫梁左側(cè)的掛鉤上,然后浸沒(méi)在盛有蒸餾水的燒杯中,記下砝碼值m1;3〕記錄實(shí)驗(yàn)室內(nèi)蒸餾水的溫度,從附表中查出在該溫度下水的密度ρ0。計(jì)算待測(cè)固體的密度及其平均絕對(duì)偏差?!?〕測(cè)液體的密度1〕用另一燒杯盛入待測(cè)液體,放在天平的平臺(tái)上,調(diào)節(jié)平臺(tái)高度,將質(zhì)量為m的待測(cè)固體〔要拭檫干凈〕完全浸入液體中,稱得其視重為m2g。2〕算出待測(cè)液體的密度及其平均絕對(duì)偏差。3.采用比重瓶測(cè)定液體的密度 〔1〕測(cè)定液體的密度1〕采用天平稱量比重瓶沒(méi)有裝入液體時(shí)的質(zhì)量m1;2〕采用移液管將待測(cè)液體注入比重瓶中,用吸水管擦干瓶外部的液體,然后稱其質(zhì)量m2;3〕倒出比重瓶中的待測(cè)液,用蒸餾水沖洗幾次比重瓶之后,然后再將蒸餾水注入比重瓶,將比重瓶外部擦干凈后,稱量比重瓶和液體的質(zhì)量m3。4〕測(cè)出待測(cè)液溫度和蒸餾水溫度,二者溫度應(yīng)保持一致,計(jì)算出液體在所測(cè)溫度下的密度?!緦?shí)驗(yàn)整理數(shù)據(jù)與歸納】:流體靜力稱衡法測(cè)固體的密度m1m2m381.1g80.2g81.5g實(shí)驗(yàn)室內(nèi)蒸餾水的溫度為

26℃m=m1ρ=ρρρ?x=流體靜力稱衡法測(cè)液體的密度:m1m2m381.0g80.1g81.3gmρρρρ?x=比重瓶法測(cè)液體的密度:m(g)m1m2m3次數(shù)〔n〕137.2139140.9237.5139.5140.2337.8139.1140.7待測(cè)液溫度和蒸餾水溫度均為26℃mmmρρρρ?x=【實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析】:本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)誤差偏小,主要是偶然誤差,其次是系統(tǒng)誤差。【實(shí)驗(yàn)心得】:〔1〕天平的負(fù)載量不得超過(guò)其最大稱量值,以免損壞刀口或橫梁;〔2〕為了防止刀口受沖擊而損壞,在取放物體、取放砝碼、調(diào)節(jié)平衡螺母以及不使用天平時(shí),都必須使天平制動(dòng)。只有在判斷天平是否平衡時(shí)才將天平啟動(dòng)。天平啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí),旋轉(zhuǎn)制動(dòng)旋鈕動(dòng)作

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