固體密度的測(cè)量

PAGEPAGE34第四章基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4-1固體密度的測(cè)量密度是物質(zhì)的基本屬性之一，每種物質(zhì)具有確定的密度。密度與物質(zhì)的純度有關(guān)，工業(yè)上常通過對(duì)物質(zhì)密度的測(cè)定來做成份分析和純度鑒定。【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.掌握游標(biāo)卡尺、千分尺的讀數(shù)原理。2.了解物理天平的構(gòu)造，掌握物理天平的調(diào)節(jié)與使用方法。3.學(xué)會(huì)用游標(biāo)卡尺、千分尺測(cè)量規(guī)則固體物體的密度。4.學(xué)會(huì)用流體靜力稱衡法測(cè)量固體的密度。5.理解不確定度及有效數(shù)字基本概念，用不確定度正確表示測(cè)量結(jié)果。【實(shí)驗(yàn)器材】游標(biāo)卡尺、千分尺、物理天平、玻璃燒杯、細(xì)線、鋁塊、銅圓柱、銅圓管、鋼球。【實(shí)驗(yàn)原理】一、用游標(biāo)卡尺、千分尺測(cè)量規(guī)則固體物體的密度若物體的質(zhì)量為、體積為，密度為，則根據(jù)密度定義有（4-1-1）可見只要測(cè)量了物體的質(zhì)量和體積，就可確定其密度。物體的質(zhì)量可由天平測(cè)出，當(dāng)待測(cè)物體是規(guī)則的銅圓柱體時(shí)，可分別測(cè)出直徑和高度，則體積為。因此，該銅圓柱體的密度為（4-1-2）當(dāng)待測(cè)物體是一圓管時(shí)，設(shè)其外徑為，內(nèi)徑為，高度為，質(zhì)量為，則其密度公式為（4-1-3）當(dāng)待測(cè)物體是小球時(shí)，設(shè)小球直徑為，則小球密度公式為（4-1-4）二、用流體靜力稱衡法測(cè)量固體物體的密度根據(jù)阿基米德定律：浸沒在液體中的物體要受到向上的浮力，浮力大小等于它排開的同體積液體的重量。如果忽略空氣的浮力，物體在空氣中的重量(為物體的質(zhì)量)，全部浸入水中的重量（為物體在水中的表觀質(zhì)量），則物體在水中所受的浮力為，應(yīng)等于同體積水的重量，由此可得物體的體積，所以，該物體的密度為（4-1-5）【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】一、測(cè)量銅圓柱體的密度1．用千分尺測(cè)圓柱體的直徑，在上、中、下各部分測(cè)量三次，將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表4-1-1中，求出其平均值和不確定度。2．用游標(biāo)卡尺測(cè)圓柱體高度，在不同方位測(cè)量5次，將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表4-1-2中，求出其平均值和不確定度。3．正確使用物理天平，稱出圓柱體的質(zhì)量。4．用式（4-1-2）算出銅圓柱體的密度。5．求出密度的不確定度和相對(duì)不確定度。6．正確表達(dá)測(cè)量結(jié)果。表4-1-1測(cè)量銅圓柱體直徑數(shù)據(jù)記錄表直徑/cm上端中端下端表4-1-2測(cè)量銅圓柱體高度數(shù)據(jù)記錄表高度/cm二、測(cè)量圓管的密度用游標(biāo)卡尺測(cè)量圓管的外徑，內(nèi)徑和高度，要在不同部位各測(cè)量5次。用物理天平測(cè)量圓管的質(zhì)量，自擬數(shù)據(jù)記錄表格，按式（4-1-3）求出圓管的密度，并計(jì)算不確定度，寫出結(jié)果表達(dá)式。三、測(cè)量鋼球的密度用千分尺測(cè)鋼球的直徑，將測(cè)量數(shù)據(jù)填入自擬表格，按式（4-1-4）求出圓管的密度，并計(jì)算不確定度。四、用流體靜力稱衡法測(cè)量鋁塊的密度1．正確使用天平，測(cè)量鋁塊在空氣中的質(zhì)量。2．用細(xì)線懸掛鋁塊，置于天平掛鉤上，懸線長(zhǎng)度合適，將鋁塊浸沒水中，測(cè)出鋁塊在水中的表觀質(zhì)量。3．測(cè)出實(shí)驗(yàn)時(shí)的水溫，查附表給出該溫度下水的密度。4．用式（4-1-5）計(jì)算出鋁塊的密度，并計(jì)算不確定度，寫出結(jié)果表達(dá)式?！舅伎碱}】1．為什么圓柱體的高度要用游標(biāo)卡尺測(cè)量，而直徑用千分尺測(cè)量？