实验固体密度的测定.ppt
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（2）为了避免刀口受冲击而损坏，在取放物体、取放砝码、 调节平衡螺母以及不使用天平时，都必须使天平制动。只有在 判断天平是否平衡时才将天平启动。天平启动或制动时，旋转 制动旋钮动作要轻；
（3）砝码不能用手直接取拿，只能用镊子间接挟取。从秤 盘上取下后应立即放入砝码盒中；
（4）天平的各部分以及砝码都要防锈、防腐蚀，高温物体 以及有腐蚀性的化学药品不得直接放在盘内称量；
F (m3 m4 )g（2－4－5）
（a）
(b)
图2.4.1 固体物体密度小于水的密度的测定
根据式（2－4－3），F
0Vg
，得到：V
m3 m4
0
此时物体的密度为： m m0
V m3 m4
（2－4－6）
式中，m 为待测物体在空气中的质量。
〔仪器介绍〕：
2．维护方法:
（1）天平的负载量不得超过其最大称量值，以免损坏刀口 或横梁；
F (m1 m2)g
（2－4－2）
式中 m1 和 m2 是待测物体在空气中及全浸入水中 称衡时相应的天平砝码质量。
浸在液体中的物体要受到向上的浮力，浮力 的大小等于所排开液体的质量与重力加速度
的乘积，即：
F 0Vg
（2－4－3）
式中 0 为液体密度。
将式（2－4－3）代入式（2－4－2）并经整理
得到：
m1 m1 m2
0
（2－4－4）
由式（2－4－4）可知，用静力称衡法测定物
体的密度，经上述分析，最终转化为质量的
测量。
2. 固体物体密度小于水的密度：
如果待测物体的密度小于液体的密度，用上
述方法待测物体无法浸入在水中，这时可 将另一重物用细绳悬挂在待测物体下面， 先将重物浸没水中而使待测物体露在液面 之上（图2.4.1（a）），用天平称衡，相应 的质量为，再将待测物体连同重物全部浸 没在水中，（图 2.4.1（b）），用天平称衡， 相应的质量为。则物体在液体中所受浮力 为：
固体的密度测定
密度是物质的基本特性之一，表示单位体 积中所含物质的多少，它与物质的结构及纯度 等有关。密度测定研究在工作及科研等领域有 着广泛的应用，如工业上常用来作原料成分的 分析和纯度的鉴定。
测量密度实验方法有多种类型，如用流体 静力称衡法、流体静力天平测量法、比重瓶法、 浮计测定法等。
本实验是用流体静力称衡法测定密度。
Ur
U m1
m1
m2 m2 m1
2
U m2
m1 m2
2
U 0 0
2
铁块的合成不确定度：
U Ur
测量结果的标准表达形式:
U
(1 U r )
（2）石蜡块的密度：
表二
次数n
1
被测量
m(kg)
U B 0.05 10 3 kg
m3 (kg)
m4 (kg)
2
3
4
5 6 平均值 不确定度
[实验目的]
1.学习用流体静力称衡法测定不规则固体 密度。
2.掌握天平的使用方法及操作规程。 3.用不确定度方法分析测量结果。
〔实验仪器〕：
物理天平、待测物、线绳、烧杯、水。
〔实验原理〕：
根据物质密度定义，确定质量和体积之间的关系为：
m
V
（2－4－1）
对于形状规则及密度均匀的物体，只要测定质量和体积
合成不确定度
m
UUmm3
m
m3
Um
U m
U m3 U
m3
m4 U m4
U m4
t 0c
纯水密度 0
U 0 0.05 kg m3
U 0 0.05 kg m3
石蜡块的平均密度：
m m3 m4
0
石蜡块的相对不确定度：
Ur
U m m
2
U 2 U 2
m3
m4
2
m3 m4
U 0
35
998.405
ห้องสมุดไป่ตู้
36
998.203
37
997.992
（1）铁块的密度：
表一
被测量 次数n
1
m1 (kg)
m2 (kg)
U B 0.05 10 3 kg
纯水密度 0
t
0c
2
3
4
5
6 平均值 不确定度
合成不确 定度
m1
U m1
U m1
m2
U m2
U m2
U 0 0.05 kg m3
铁块的平均密度：
m1 m1 m2
0
铁块的相对不确定度：
U
20
4
999.973
21
5
99.965
22
6
999.941
23
7
999.902
24
8
999.849
25
9
999.781
26
10
999.960
27
11
999.605
28
12
999.498
29
13
999.377
30
14
999.244
31
15
999.099
32
16
998.943
33
998.774
34
998.595
4.若被测物体浸入水中表面吸附有气泡时， 则实验结果所得的密度值是偏大还是偏小？为 什么？
附表 在标准大气压下不同温度的水的密度
温度 t(0 c) 密度 (kg m3 ) 温度 t(0 c) 密度 (kg m3) 温度 t(0 c)
0
999.841
17
1
999.900
18
2
999.941
19
3
999.965
0
2
石蜡块的合成不确定度：
U Ur
测量结果的标准表达形式:
U
(1 U r )
〔思考题〕：
1.用物理天平称衡物体质量时，可否把砝 码与待测物体位置交换？为什么？
2.用本实验方法测定物体密度时，哪些因 素 会引进系统误差？
3.如果物体密度比水小，或呈小颗粒状时， 你能否设计一种测量其密度的方法？
（1）用天平测定石蜡块在空气中的质量 m ，
重复6次。 （2）用天平测定石蜡块在[图2.4.1（a）]中的质量 m3 ，
重复6次。 （3）用天平测定石蜡块在[图2.4.1（b）]中的质量 m4 ，
重复6次。
（4）记录液体的温度 t ，
从附表中查找相应的液体的密度。 （5）将测得的数据填入表二中。
4.数据处理。
（5）称量完毕将制动旋钮左旋转，放下横梁，保护刀口。
〔实验内容和要求〕：
1.测定铁块的密度。
（1）用天平测定铁块在空气中的质量 重复6次。
（2）用天平测定铁块全浸入水中的质量
重复6次。
t （3）记录液体的温度
，
m1 ，
m2 ，
从附表中查找相应的液体的密度。
（4）将测得的数据填入表一中。
2.测定石蜡块的密度。
就可求得。但对于不规则形状物体，常采用流体静力称 衡法间接地测出物体体积，是比较方便的。
1.固体物体密度大于水的密度：
根据阿基米德原理，物体在液体中所受的浮 力等于它所排开液体重量。将待测物体分别放 在空气和液体中称衡，分别得到物体在空气中 的重量为， W1 m1g 全部浸入液体中的视重为
W2 m2 g ， 则物体所受的浮力为：
（3）砝码不能用手直接取拿，只能用镊子间接挟取。从秤 盘上取下后应立即放入砝码盒中；
（4）天平的各部分以及砝码都要防锈、防腐蚀，高温物体 以及有腐蚀性的化学药品不得直接放在盘内称量；
F (m3 m4 )g（2－4－5）
（a）
(b)
图2.4.1 固体物体密度小于水的密度的测定
根据式（2－4－3），F
0Vg
，得到：V
m3 m4
0
此时物体的密度为： m m0
V m3 m4
（2－4－6）
式中，m 为待测物体在空气中的质量。
〔仪器介绍〕：
2．维护方法:
（1）天平的负载量不得超过其最大称量值，以免损坏刀口 或横梁；
F (m1 m2)g
（2－4－2）
式中 m1 和 m2 是待测物体在空气中及全浸入水中 称衡时相应的天平砝码质量。
浸在液体中的物体要受到向上的浮力，浮力 的大小等于所排开液体的质量与重力加速度
的乘积，即：
F 0Vg
（2－4－3）
式中 0 为液体密度。
将式（2－4－3）代入式（2－4－2）并经整理
得到：
m1 m1 m2
0
（2－4－4）
由式（2－4－4）可知，用静力称衡法测定物
体的密度，经上述分析，最终转化为质量的
测量。
2. 固体物体密度小于水的密度：
如果待测物体的密度小于液体的密度，用上
述方法待测物体无法浸入在水中，这时可 将另一重物用细绳悬挂在待测物体下面， 先将重物浸没水中而使待测物体露在液面 之上（图2.4.1（a）），用天平称衡，相应 的质量为，再将待测物体连同重物全部浸 没在水中，（图 2.4.1（b）），用天平称衡， 相应的质量为。则物体在液体中所受浮力 为：
固体的密度测定
密度是物质的基本特性之一，表示单位体 积中所含物质的多少，它与物质的结构及纯度 等有关。密度测定研究在工作及科研等领域有 着广泛的应用，如工业上常用来作原料成分的 分析和纯度的鉴定。
测量密度实验方法有多种类型，如用流体 静力称衡法、流体静力天平测量法、比重瓶法、 浮计测定法等。
本实验是用流体静力称衡法测定密度。
Ur
U m1
m1
m2 m2 m1
2
U m2
m1 m2
2
U 0 0
2
铁块的合成不确定度：
U Ur
测量结果的标准表达形式:
U
(1 U r )
（2）石蜡块的密度：
表二
次数n
1
被测量
m(kg)
U B 0.05 10 3 kg
m3 (kg)
m4 (kg)
2
3
4
5 6 平均值 不确定度
[实验目的]
1.学习用流体静力称衡法测定不规则固体 密度。
2.掌握天平的使用方法及操作规程。 3.用不确定度方法分析测量结果。
〔实验仪器〕：
物理天平、待测物、线绳、烧杯、水。
〔实验原理〕：
根据物质密度定义，确定质量和体积之间的关系为：
m
V
（2－4－1）
对于形状规则及密度均匀的物体，只要测定质量和体积
合成不确定度
m
UUmm3
m
m3
Um
U m
U m3 U
m3
m4 U m4
U m4
t 0c
纯水密度 0
U 0 0.05 kg m3
U 0 0.05 kg m3
石蜡块的平均密度：
m m3 m4
0
石蜡块的相对不确定度：
Ur
U m m
2
U 2 U 2
m3
m4
2
m3 m4
U 0
35
998.405
ห้องสมุดไป่ตู้
36
998.203
37
997.992
（1）铁块的密度：
表一
被测量 次数n
1
m1 (kg)
m2 (kg)
U B 0.05 10 3 kg
纯水密度 0
t
0c
2
3
4
5
6 平均值 不确定度
合成不确 定度
m1
U m1
U m1
m2
U m2
U m2
U 0 0.05 kg m3
铁块的平均密度：
m1 m1 m2
0
铁块的相对不确定度：
U
20
4
999.973
21
5
99.965
22
6
999.941
23
7
999.902
24
8
999.849
25
9
999.781
26
10
999.960
27
11
999.605
28
12
999.498
29
13
999.377
30
14
999.244
31
15
999.099
32
16
998.943
33
998.774
34
998.595
4.若被测物体浸入水中表面吸附有气泡时， 则实验结果所得的密度值是偏大还是偏小？为 什么？
附表 在标准大气压下不同温度的水的密度
温度 t(0 c) 密度 (kg m3 ) 温度 t(0 c) 密度 (kg m3) 温度 t(0 c)
0
999.841
17
1
999.900
18
2
999.941
19
3
999.965
0
2
石蜡块的合成不确定度：
U Ur
测量结果的标准表达形式:
U
(1 U r )
〔思考题〕：
1.用物理天平称衡物体质量时，可否把砝 码与待测物体位置交换？为什么？
2.用本实验方法测定物体密度时，哪些因 素 会引进系统误差？
3.如果物体密度比水小，或呈小颗粒状时， 你能否设计一种测量其密度的方法？
（1）用天平测定石蜡块在空气中的质量 m ，
重复6次。 （2）用天平测定石蜡块在[图2.4.1（a）]中的质量 m3 ，
重复6次。 （3）用天平测定石蜡块在[图2.4.1（b）]中的质量 m4 ，
重复6次。
（4）记录液体的温度 t ，
从附表中查找相应的液体的密度。 （5）将测得的数据填入表二中。
4.数据处理。
（5）称量完毕将制动旋钮左旋转，放下横梁，保护刀口。
〔实验内容和要求〕：
1.测定铁块的密度。
（1）用天平测定铁块在空气中的质量 重复6次。
（2）用天平测定铁块全浸入水中的质量
重复6次。
t （3）记录液体的温度
，
m1 ，
m2 ，
从附表中查找相应的液体的密度。
（4）将测得的数据填入表一中。
2.测定石蜡块的密度。
就可求得。但对于不规则形状物体，常采用流体静力称 衡法间接地测出物体体积，是比较方便的。
1.固体物体密度大于水的密度：
根据阿基米德原理，物体在液体中所受的浮 力等于它所排开液体重量。将待测物体分别放 在空气和液体中称衡，分别得到物体在空气中 的重量为， W1 m1g 全部浸入液体中的视重为
W2 m2 g ， 则物体所受的浮力为：