实验一、固体密度的测量

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1、固体密度的测定教学目的:1、学握测定规则物体和不规则物体密度的方法；2、学握游表卡尺、螺旋测微器、物理天平的使用方法；3、学习各种物理量的处理方法和不确定度的计算方法，能正确完整地表示测量结果;4、培养学生实事求是、科学的态度去独立完成实验。教学重点：1、游表卡尺、螺旋测微器、物理天平的正确使用；2、实验规范操作及操作小的注意点；3、表格的设计及科学记录原始数据；4、不确定度的计算及止确表达测量结果。教学难点：1、用流体静力称衡法测不规则物体的密度；2、物理天平的规范操作及正确使用；3、冇效数字的处理和正确表达测量结果。讲授新课：一、实验目的：1.掌握测定规则物体

2、和不规则物体密度的方法；2.掌握游表卡尺、螺旋测微器、物理天平的使川方法;3.学习不确定度的计算方法，正确地表示测量结果；4.学习正确书写实验报告。二、实验仪器：1.游表卡尺：(0-150mm,0.02mm)2.螺旋测微器：(0-25mm,0.01mm)3.物理犬平：(TW-02B型，200g,0.02g)三、实验原理：内容一：测量细铜棒的密度若一物体的质量为加，体积为V,则其密度为(1-1)(1-2)mp=一V当待测物体是一直径为d、高度为/?的圆柱体时，4mP=^h只要测出圆柱体的质量加、外径d和高度力，就可算出其密度。内容二：用流体静力称衡法测不规则物体的密

3、度如果不计空气的浮力，物体在空气屮的重量W=吨与它浸没在液体屮的视重M=〃7]g之差即为它在液休中所受的浮力：F-W-Wy-(m-mx)g(1-3)m和/hi是该物体在空气屮及全浸入液体屮称衡时相M的天平祛码质量。根据阿基米徳原理,物体在液体中所受的浮力等于所排开液体的重量，即F=Qo*(1-4)°。是液体的密度，在物体全部浸入液体中吋，V是排开液体的体积，亦即物体的体积。由式（1-1）和式（1-4）可得mP=Po（1一5）m-mx本实验中液体用水，Q）即水的密度，不同温度下水的密度见本书附录附表5。如果待测物体的密度小于液体的密度，则可采用如下方法：将物体拴上一

4、个重物，加上这个重物后，物体连同重物可以全部浸没在液体屮，这时进行称衡，如图1-1（a）,相应的祛码质量为加2,再将物体捉升到液面Z上，而重物仍浸没在液体中，这时进行称衡，如图1-1（b）,相应的祛码质量为加3,则物体在液体中所受的浮力:@〉图1-1用流体静力称衡法称密度小于水的物体F-（m3-m2）g（1-6）密度P=Po（1-7）m3-m2只有当浸入液体示物体的性质不会发生变化时，才能用此法来测定它的密度。四.实验步骤：实验内容一：测量细铜棒的密度1.熟悉游标卡尺和螺旋测微器，正确操作的使用方法，记下所川游标卡尺和螺旋测微器的量程，分度值和仪器谋差•零点读数。

5、2.用游标卡尺测细铜棒的长度h,在不同方位测量5次分别用游标卡尺和螺旋测微器测细铜棒的直径5次，计算它们的平均值（注意零点修正）和不确定度.写出测量结果表达式并把结果记录表格内.3.熟悉物理大平的使川的方法，记卜-它的最大称量分度值和仪器谋差.横梁平衡，正确操作调节底座水平，正确操作天平.称出细铜棒的质量m,并测5次，计算平均值和不确定度,写出测量结果表达式.4m4.用0铜==7-公式算出细铜棒的平均密度7rd~h5.用不确定度的传递公式求出密度的相对不确定度和绝对不确定度，写出最后的结果表达式=±）xlO3^/m3并记录到表格中.6.求出百分差：铜焊条密度的参考

6、值：°铜=8.426x103Kg/M.实验内容二：川流体静力称衡法测不规则物体的密度1.测定外形不规则铁块的密度（人于水的密度）；（1）按照物理天平的使用方法，称出物体在空气中的质量加，标出单次测量的不确定度，写出测量结果。（2）把盛有大半杯水的杯子放在天平左边的托盘上，然后将用细线挂在天平左边小钩上的物体全部浸没在水中(注意不耍让物体接触杯子边和底部，除公附着于物体表而的气泡)，称出物体在水中的质量〃h,标出单次测量的不确定度，写出测量结果。(3)测出实验时的水温，由附录附表5中杏出水在该温度下的密度°0。(4)由式(1-5)计算出。，同吋用不确定度传递公式计算

7、。的不确定度最后写出测量结果和相对不确定度，并和铁栓密度的参考值：=7.823xl03^/m3的数值比较之，求出百分差。1.测定石蜡的密度(小于水的密度)(1)同上测出石蜡在空气中的质fi/77；(2)将石蜡拴上重物，测出石蜡仍在空气中，而重物浸没水中的质量加3；(3)将石蜡和重物都浸没在水中，测出加2；(4)测出水温，由表中查出°0；(5)由式(卜7)计算。及(6)求出百分差：石蜡密度的参考值：。石蜡=0.898X&Kg//。五、实验数据记录：铜悍条、铁栓、石醋密度的理论参考值：°洞=&426xIO?Kg//、°帙=7.823x1O'Kg/”,、必蜡=0.898

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