2023年密度的測定的實驗報告

《固體密度的測定》

一、實驗?zāi)康模?/p>

1.掌握測定規(guī)則物體和不規(guī)則物體密度的方法；

2.掌握游表卡尺、螺旋測微器、物理天平的使用方法；

3.學(xué)習(xí)不擬定度的計算方法，對的地表達(dá)測量結(jié)果；

4.學(xué)習(xí)對的書寫實驗報告。

二、實驗儀器：

1.游表卡尺：(0-150mm,0.02mm)

2.螺旋測微器:(0—25mm,0.01mm)

3.物理天平：(丁0-028型,200&0.028)

三.實驗原理:內(nèi)容一:測量細(xì)銅棒的密度

根據(jù)p=-(1-1)可得(1-2)

V:rd2h

只要測出圓柱體的質(zhì)量，小外徑〃和高度h,就可算出其密度。

內(nèi)容二：用流體靜力稱衡法測不規(guī)則物體的密度

1、待測物體的密度大于液體的密度

根據(jù)阿基米德原理：尸=已。匕和物體在液體中所受的浮力：/=卬一叱=(，〃-g)g

可得

(1-3)

m是待測物體質(zhì)量，im是待測物體在液體中的質(zhì)量,本實驗中液體用水，0。即水的密度，不

同溫度下水的密度見教材附錄附表5(P305)。

2、待測物體的密度小于液體的密度

將物體拴上一個重物，加上這個重物后，物體連同重物可以所有浸沒在液體中，這時進(jìn)

行稱衡。根據(jù)阿基米德原理和物體在液體中所受的浮力關(guān)系可得被測物體的密度：

(1-4)

如圖1-1(a),相應(yīng)的祛碼質(zhì)量為m2,再將物體提高到液面之上，而重物仍浸沒在液體中，這

時進(jìn)行稱衡，如圖卜1(b),相應(yīng)的祛碼質(zhì)量為m3,用是待測物體質(zhì)量，為即水的密度

同上。

圖1-1用流體靜力稱衡法稱密府小干水的物體

只有當(dāng)浸入液體后物體的性質(zhì)不會發(fā)生變化時，才干用此法來測定它的密度。

注：以上實驗原理可以簡要寫。

四.實驗環(huán)節(jié)：

實驗內(nèi)容一:測量細(xì)銅棒的密度

1.熟悉游標(biāo)卡尺和螺旋測微器,對的操作的使用方法，記下所用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器

的量程，分度值和儀器誤差.零點讀數(shù)。

2.用游標(biāo)卡尺測細(xì)銅棒的長度h,在不同方位測量5次分別用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器測

細(xì)銅棒的直徑5次，計算它們的平均值(注意零點修正)和不擬定度.寫出測量結(jié)果表達(dá)

式并把結(jié)果登記表格內(nèi).

3.熟悉物理天平的使用的方法，記下它的最大稱量分度值和儀器誤差.橫梁平衡，對的

操作調(diào)節(jié)底座水平，對的操作天平.稱出細(xì)銅棒的質(zhì)量m,并測5次，計算平均值和不

擬定度，寫出測量結(jié)果表達(dá)式.

4.用。銅公式算出細(xì)銅棒的平均密度

銅rtd2h

5.用不擬定度的傳遞公式求出密度的相對不擬定度和絕對不擬定度，寫出最后的結(jié)果表

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達(dá)式：p^p+\p=(±)x1Okg/m并記錄到表格中.

6.求出百分差:銅焊條密度的參考值:/?銅=8.426x1()3心/蘇.

實驗內(nèi)容二：用流體靜力稱衡法測不規(guī)則物體的密度

1.測定外形不規(guī)則鐵塊的密度(大于水的密度)；

(1)按照物理天平的使用方法,稱出物體在空氣中的質(zhì)量，”，標(biāo)出單次測量的不擬定度,

寫出測量結(jié)果。

(2)把盛有大半杯水的杯子放在天平左邊的托盤上，然后將用細(xì)線掛在天平左邊小鉤

上的物體所有浸沒在水中(注意不要讓物體接觸杯子邊和底部,除去附著于物體表面的氣泡),

稱出物體在水中的質(zhì)量如，標(biāo)出單次測量的不擬定度，寫出測量結(jié)果。

(3)測出實驗時的水溫,由附錄附表5中查出水在該溫度下的密度A；。

(4)由式(1-3)計算出0,同時用不擬定度傳遞公式計算p的不擬定度，最后寫出

測量結(jié)果和相對不擬定度,并和鐵栓密度的參考值:「鐵=7.823*1。3場/m3的數(shù)值比較之，

求出百分差。

2.測定石蠟的密度(小于水的密度)

(1)同上測出石蠟在空氣中的質(zhì)量m；

(2)將石蠟拴上重物，測出石蠟仍在空氣中，而重物浸沒水中的質(zhì)量

(3)將石蠟和重物都浸沒在水中，測出小2；

(4)測出水溫，由《大學(xué)物理實驗》教材表中查出Po；

(5)由式(1-4)計算夕及

(6)求出百分差:石蠟密度的參考值：夕石蠟=0.898x1()3心/機(jī)3。

五、實驗數(shù)據(jù)記錄：

銅焊條、鐵栓、石蠟密度的理論參考值：

外=8.426x1()3Kg/加3、P鐵=7.823x1()3心/加3、?石蠟=o.898xl(y幅/加

固體密度測量

儀器參數(shù)及系統(tǒng)誤差記錄

儀器名稱最大量程分度值儀器誤差儀器零點讀數(shù)

游標(biāo)卡尺(mm)1500.020.020.00

螺旋測微器(mm)250.010.0050.002

物理天平(g)2000.020.0200.00

測量數(shù)據(jù)記錄

物

物平均修正不確結(jié)果百分

理12345

體值后值定度表達(dá)差

量

4.968

d銅4.964.94.974.974.96

細(xì)4.9664.9690.006土

mm973108

銅阪0060.12

棒h銅997.797.797.790.097.74%

97.7697.74

mm7.764227.743±0.03

16.190

m銅15.915.915.9415.1

15.94615.9460.020±0.02

g484649465.946

0

P

(8..416±0.003)x^Kg/m3

銅

流體靜力稱衡法密度測量數(shù)據(jù)記錄

待測物體材料鐵塊石蠟塊

待測物體在空氣中的質(zhì)量m(g)12.540±0.0203.442+0.020

待測物體在水中的質(zhì)量mi(g)10.926±0.02/

0

待測物體拴上重物的質(zhì)量m3(g)/14.316±0.020

物體和重物全浸入水中的質(zhì)量m2(g)/10.564±

0.020

水溫t(℃)10.0℃±10.0±0.5℃

0.5℃

水在t(℃)時的密度p。(X103kg/m3>0.9997000.999700

待測物體的密度p(X103kg/m3)7.77+0.480.917+0.016

百分差-0.72%2.2%

六、實驗數(shù)據(jù)解決:

%=(4.966+4.969+4.973+4.971+4.969)/5=4.970(mm)

。銅修=4.970-0.002=4.968(/77/77)

%=(97.76+97.74+97.72+97.76+97.72)/5=97.740”)

嬴同=(15.948+15.946+15.946+15.944+15.946)/5=15.946(g)

『=〃?加)

衛(wèi)------------+O.OO52=J(0.0026)2+(0.005ooo6(

n-\

△八銅=Js楠2+△儀2=Vo.022+0.022=0.03(wm)

△“嗣=JS.銅2+△儀2=7O.OO152+O.O2O2=0.020(/^)

4麗

萬銅==8.416x1()3心/機(jī)3

萬4同修廂

0.020V10.006??(0.03、

15.946J+14.968)+197.74,=0.032%

銅=5乂1銅=0.032%x8.416xl()3=0.003xl03(^g/w3)

°銅一0銅參=8416-8426乂j的％=_0,12%

X7銅參8.426

m12.540x0.999700x1。3=7767x叫伙/m3)

。鐵―m-m,Po—12.540-10.926

△P*加+町小12.540+10.926

x0.020=6.1%

p銖m（m一班）112.540(12.540-10.926)

A雄=4X夕鐵=6.1%x7.767xlO3=0.48xl03(Xg/病)

P族一P銖參7.767-7.823

x100%=-0.72%

。鐵參7.823

m

-------------x0.999700x1()3=o§171*1O'供/加3)

Po=

m,-m2