流体静力法测不规则物体密度
流体静力法测不规则物体密度
流体静力法测不规则物体密度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，如工业上常用作原料成分的分析和纯度的鉴定。
测量密度的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、浮力计测定法等。
本实验是用流体静力称衡法测定密度。
【实验目的】1.学习用流体静力称衡法测定不规则物体密度。
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（型号）、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：Vm=ρ （1） 对于形状规则及密度均匀的物体，只要测定质量和体积就可求得。
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的密度，是比较方便的。
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的重量。
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：W 1=m 1g全部浸入水中的视重为：W 2=m 2g则物体所受的浮力为：g m m F )(21-= （2） 式中m 1和m 2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：0F Vg ρ= （3） 式中ρ0为水的密度，可根据温度查附表。
将式（3）代入式（2）并经整理得到： 1012m m m ρρ=- （4）由式（4）可知，用流体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。
【实验仪器介绍】1、天平构造：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；（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。
测量固体和液体的密度 物理实验三固体和液体的密度测定
测量固体和液体的密度物理实验三固体和液体的密度测定实验三固体和液体的密度测定【实验目的】1.了解物理天平的构造原理，掌握其调整和使用方法。
2.学习用流体静力称衡法测定不规则固体的密度。
3.了解比重瓶测密度的原理，掌握其使用方法。
【实验仪器】物理天平、砝码、比重瓶、铝块、石蜡块、酒精、水、细线。
【实验原理】若一个物体的质量为m，体积为V，则其密度为mV （1）可见，通过测定m和V可求出ρ，m可用物理天平精确称量，而物体体积的精确测量在密度测量中是个主要问题，可根据实际情况，采用不同的测量方法。
（一）流体静力称衡法测不规则固体的密度浸在液体中的物体要受到向上的浮力。
根据阿基米德原理，物体在液体中受到的浮力，等于它所排开液体的重量F0Vg （2）式中0是液体的密度；当物体全部浸没在液体中时，排开液体的体积V就是物体的体积；g为重力加速度。
如果将固体物体（如待测的铝块）分别在空气中和全部浸没在液体（纯净水）中称衡，可得到两个重量mg和m1g，此时物体在液体中受到的浮力为F mg m1g0Vg （3）由此可得，物体的密度mm m1 （4）式中m是物体在空气中称衡时相应的质量；m1是物体全部浸没在液体中称衡时相应的质量。
如果被测物体的密度小于液体的密度（如待测的蜡块），为使被测物体全部浸没在液体中，可采用在被测物体下面拴一重物的方法[如图1]。
实验时，分别进行三次称衡。
首先在空气中直接称衡被测物体的质量m0。
再将被测物体置于液面之上，而重物全部浸没在液体中称衡[如图1（a）]，此时天平砝码质量为m2。
最后把被测物体连同重物一起全部浸没在液体中，进行称衡[如图1（b）]，此时天平砝码质量为m3。
则物体在液体中所受浮力为F(m2m3)g0Vg （5）因此，物体密度为m0m2m3 （6）（二）比重瓶法测定液体密度对液体密度的测定可用流体静力“称量法”，也可用“比重瓶法”。
比重瓶如图2所示。
在比重瓶注满液体后，当用中间有毛细管的塞子塞住时，多余的液体就从毛细管溢出，这样瓶内盛有的液体的体积就是固定的。
大学物理实验-密度的测量
实验密度的测量-【实验目的】1、 学习用流体静力称衡法测量固体和液体的密度。
2、 掌握物理天平的正确使用方法。
-【实验仪器】物理天平、游标卡尺、水杯及待测样品（铜圆柱体，盐水）-【实验原理】1、固体的密度的测量：（一）规则物体的密度测量：设物体质量为m 体积为V 则该物体的密度为形尺寸，然后应用几何公式计算出来。
即:（二）不规则物体的密度测量:（1） 1的固体根据阿基米德原理，物体浸在液体中所减少的重量（R-P 2）,即受到的浮力:等于它所排开同体积液体的重量。
故有1 2Vd h (2)4其中d 是圆柱体直径：h 是圆柱体高度。
于是4m2二 dh对形状规则的圆柱体,m P =—V质量m 可由物理天平称出,（1）体积V 可以直接测量物体的外(3)P 1 一 P 2 二 ^Vg(4)如果用天平分别称出物体在空气中的质量m （R =m’g ）及物体浸没在水中的表现质量m （P2 =m2g ）,则仲！ - m? ）g就等于物体与同体积的水的重量, m’ -m2即为这部分水的质量。
物体所排开的水的体积（即物体的体积）为则固体的密度:m .二「 — (6)m . -m 2这就是流体静力称衡法的基本原理。
(2) : < 1的固体设待测物(；-< 1)在空气中的质量为m 2，辅助物(；-> 1)在空气中的质量和 浸没于水中的表观质量分别为 m 0和m .，将两个物体连在一起后完全浸没于水中 的表观质量为m 3，则辅助物和待测物一起完全浸没于水中时受到的浮力为IF = (m 2 + m ° -m 3)g而待测物浸没于水中时受到的浮力则为F -「水Vg = (m 2 m ° - m 3)g -(m ° - mjg即待测物体积：V = (m 2 m . -m 3)/「水由定义式亍=m ? /V 可得待测物密度m 2m 2m . _ m 32、液体的密度测量:此法要借助于不溶于水并且和被测液体不发生化学反应的物体(一般用玻璃块)。
大学物理实验报告密度的测量
大学物理实验报告密度的测量大学物理实验报告：密度的测量一、实验目的1、掌握用流体静力称衡法和比重瓶法测量固体和液体的密度。
2、学习物理天平、比重瓶等仪器的使用方法。
3、进一步理解密度的概念和误差分析方法。
二、实验原理1、流体静力称衡法对于形状不规则的固体，其密度可以通过测量其在空气中的质量$m_1$和在液体中的质量$m_2$，以及液体的密度$＼rho_液$来计算。
根据阿基米德原理，固体在液体中受到的浮力等于排开液体的重力，即$F_浮＝（m_1 m_2)g ＝＼rho_液 V g$，其中$V$为固体的体积。
所以固体的体积$V ＝＼frac{m_1 m_2}｛＼rho_液}＄，固体的密度$＼rho ＝＼frac{m_1}｛V} ＝＼frac{m_1 ＼rho_液}｛m_1 m_2}＄。
2、比重瓶法测量液体密度时，先称出空比重瓶的质量$m_0$，然后装满水，称出比重瓶和水的总质量$m_1$，则水的质量$m_水＝ m_1 m_0$，水的体积$V_水＝＼frac{m_水}｛＼rho_水}＄，而比重瓶的容积$V ＝ V_水$。
再将水倒出，装满待测液体，称出比重瓶和待测液体的总质量$m_2$，则待测液体的质量$m_液＝ m_2 m_0$，所以待测液体的密度$＼rho_液＝＼frac{m_液}｛V} ＝＼frac{（m_2 m_0) ＼rho_水}｛m_1 m_0}＄。
三、实验仪器物理天平、比重瓶、待测固体和液体、细线、蒸馏水等。
四、实验步骤1、流体静力称衡法测量固体密度用物理天平测量待测固体在空气中的质量$m_1$。
将盛有蒸馏水的烧杯放在天平的托盘上，用细线将待测固体悬挂在天平的挂钩上，使固体全部浸没在水中，测量此时固体和水的总质量$m_2$。
计算固体的密度，并多次测量求平均值。
2、比重瓶法测量液体密度用物理天平测量空比重瓶的质量$m_0$。
将比重瓶装满蒸馏水，盖上盖子，擦干瓶外的水，测量比重瓶和水的总质量$m_1$。
测铜密度实验报告
一、实验目的1. 熟悉物理天平的使用方法，掌握称衡法。
2. 通过流体静力称衡法测量不规则固体（铜块）的密度。
3. 分析实验数据，计算百分误差，确保误差小于3%。
二、实验原理密度的定义是物质单位体积的质量，用公式ρ = m/V表示，其中ρ为密度，m为质量，V为体积。
本实验通过测量铜块的质量和体积，计算出铜的密度。
流体静力称衡法：将铜块浸入液体中，利用阿基米德原理，根据浮力大小计算铜块的体积。
比重瓶法：将金属小颗粒放入比重瓶中，加入一定量的液体，根据液面上升的体积计算小颗粒的体积。
三、实验仪器1. 物理天平（感量0.1g，秤量1000g）2. 法码3. 比重瓶（100ml）4. 烧杯（450ml）5. 温度计（50/0.1）6. 待测大块固体（铜块）7. 待测小粒固体（金属小颗粒）8. 待测液体四、实验内容1. 物理天平调节（1）调水平：将天平放置在水平面上，调整底座螺钉，使天平水平。
（2）调零点：将天平托盘放置在水平位置，调整平衡螺母，使指针指向零点。
（3）检查天平灵敏度：在天平托盘上放置一定质量的物体，观察指针偏转情况，确保天平灵敏度符合要求。
2. 流体静力称衡法测铜块密度（1）将铜块用细线悬挂在天平挂钩上，调节天平平衡，记录铜块质量m1。
（2）将铜块浸入装有适量液体的烧杯中，使铜块完全浸没，观察天平指针变化，当指针稳定时，记录此时天平托盘上的质量m2。
（3）根据阿基米德原理，计算铜块体积V = (m1 - m2) / ρ液，其中ρ液为液体密度。
（4）计算铜块密度ρ = m1 / V。
3. 比重瓶法测金属小颗粒密度（1）将金属小颗粒放入比重瓶中，加入适量液体，使液面达到瓶口刻度。
（2）用滴管调整液面，确保液面与瓶口刻度相切。
（3）记录液面体积V2。
（4）将金属小颗粒取出，用滴管加入液体，使液面恢复到瓶口刻度。
（5）记录液面体积V3。
（6）计算金属小颗粒体积V = V3 - V2。
（7）计算金属小颗粒密度ρ = m / V，其中m为金属小颗粒质量。
用流体静体法测量不规则小颗粒物体的密度
用流体静力称量法测量不规则小颗粒物体的密度
（一）实验目的
1、了解物理天平的构造，学会正确调节和使用物理天平。
2、掌握用流体静力称衡法测定不规则物体和液体的密度。
3、理解如何将不易测量量用易测量量来代替的方法。
（二）实验原理 若一物体的质量为m,体积为V ，密度为ρ，则有 测定上式中的m 及V ，就可以得到ρ。
流体静力称衡法测不规则形状物体的密度
1.待测物体的密度大于液体的密度
物体的密度大于液体的密度时，物体会沉于液体中，如图1所示。
可得物体的密度为:
（式中0ρ为液体的密度，若实验中液体用水，则0ρ为水的密度。
）
2.待测物体的密度小于液体的密度
物体的密度小于液体的密度时，物体只能浮在液体表面上，可采用助沉物的办法来测定
其密度，如图2所示。
图一 图二
（三）实验器材
物理天平、保鲜膜、水、待测物体、烧杯，细绳等
（四）实验内容
(A) 物理天平的调节
(B) 用流体静力称衡法测不规则小颗粒物体的密度
(1)用物理天平称出不规则小颗粒在空气中的质量1m 。
(2)把盛有水的玻璃烧杯放在天平左边托物架上，用保鲜膜将装起来并用细绳打个结，用细
绳把物体挂在天平左边钩子上，并将细线下端的物体完全浸没在水中，注意不要接触烧杯杯
壁和底部，此时烧杯也不能和天平左边托盘相碰，称出物体在水中的质量2m 。
(3)测量水的温度，查表可得水的密度0ρ。
V m =
ρ
(4)按实验理论中得式子计算不规则小颗粒的密度，记下天平的感量，并按要求进行不确定度计算，写出结果表达式。
（五）实验记录数据表格。
大学物理实验密度的测定
1m 大学物理实验 密度的测定【实验目的】1、学习物理天平的使用方法；2、掌握用流体静力称衡法测定不规则固体密度的原理和方法；3、掌握用助沉法测定不规则固体密度（比水的密度小）的原理和方法；4、掌握用密度瓶测定碎小固体密度的原理和方法 。
【实验仪器和用品】物理天平（500g 、50mg ）、密度瓶（50ml ）、烧杯（500ml ）、不规则金属块（被测物）、石蜡块（被测物）、碎小石子（被测物）、清水、细线。
【实验原理】某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。
对一密度均匀的物体，若其质量为m,体积为V ，则该物体的密度：Vm=ρ （1） 实验中，测出物体的质量m 和体积V ，由上式可求出样品的密度。
1、用流体静力称衡法测定不规则固体的密度（比水的密度大） 设被测物在空气中的质量为m （空气浮力忽略不计），全部浸没在水中（悬吊，不接触烧杯壁和底）的表观质量为m 1（如图3示），m密度瓶游码平衡螺母边刀托杯托盘底座度盘指针中刀托手轮调平螺母挂钩吊耳 水准泡托盘托盘 横梁物理天平体积为V ，水的密度为ρ水。
根据阿基米德定律，有：1()Vg m m g ρ=-水1m m V ρ-=水被测物密度： 1m m V m m ρρ==-水（2） 2、流体静力称衡法和助沉法相结合测定密度小于水的不规则固体的密度设被测物在空气中的质量为m ，用细线将被测物与另一助沉物串系起来：被测物在上，助沉物在下。
设仅将助沉物没入水中而被测物在水面上时系统的表观质量为1m ，二者均没入水中（注意悬吊，不接触烧杯壁和底）时的表观质量为2m ，如图4所示：根据阿基米德定律，被测物受到的浮力为：12()Vg m m g ρ=-水，则被测物体积为： 12m m V ρ-=水被测物密度为： 12m mV m m ρρ==-水 （3） 3、用密度瓶测定碎小固体（小石子）的密度假设密度瓶的质量为1m ，将瓶内装满待测的小石子后的质量为2m ，则待测小石子的质量：21m m m =-。
不规则物体密度的测量
实验名称：实验一 物质密度的测量指导教师：____________ 同组者：__________________ 实验日期2008年4月22日实验地点：____________ 气温：C 18 气压：Pa 31078.101⨯ 湿度 38%一、实验目的：1.掌握用流体静力称衡法测密度的原理。
2. 了解比重瓶法测密度的特点。
3.掌握比重瓶的用法。
4.掌握物理天平的使用方法。
二、实验仪器：TW —05型物理天平、纯水、吸水纸、细绳、塑料杯、比重瓶 待测物体：铜环和盐水三、实验原理：物体的密度V m=ρ，m 为物体质量，V 为物体体积。
通常情况下，测量物体密度有以下三种方法：1.对于形状规则物体根据V m=ρ，m 可通过物理天平直接测量出来，V 可用长度测量仪器测量相关长度，然后计算出体积。
再将m 、V 带入密度公式,求得密度。
2.对于形状不规则的物体用流体静力称衡法测定密度。
(1)测固体（铜环）密度根据阿基米德原理，浸在液体中的物体要受到液体向上的浮力，浮力大小为排浮gV F ρ=。
如果将固体（铜环）分别放在空气中和浸没在水中称衡，得到的质量分别为1m 、2m ，则水铜水铜铜水浮ρρρρρρ21121112121m m m m m m gV g m g m g m gV g m g m F -=⇒-=⇒⎭⎬⎫=-=⇒-=(2) 测液体（盐水）的密度 将物1m 、2m 和1m 、x m ，同理可得水盐盐铜水铜ρρρρρρ21111211m m m m m m m m m m x x --=⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫-=-=3.用比重瓶法测定液体和不溶于液体的固体小颗粒的密度(1)测液体的密度水ρρ010m m m m x x --=0m ----空比重瓶的质量x m ----盛满待测液体时比重瓶的质量1m ----盛满与待测液体同温度的纯水的比重瓶的质量 (2)则固体颗粒的密度为水ρρ21m m m m-+=。
间接测量不规则物体密度
对液体又怎么测量呢？？？
3液体密度的测量 如果要测量液体密度ρ2，可以先将一重物分别为m和 m1，再将该重物浸没在待测液体中称衡，相应的砝码 质量为m5，根据阿基米德原理，重物待测液体中所受 的浮力 F=（m-m5)g=ρ2Vg 重物在密度ρ的液体中所受浮力F’=（m-m1）=ρVg 所以ρ2=（m-m5）ρ/（m-m1） 知道m，m1，m5，和ρ，即求出液体的密度
当测量液体的密度是要求液体和水不相容！否则误差较大 把物体换成液体，倒入小烧杯中，记下h2，然后把液体倒入水中（液体尽量不 要残留）记下高度h3，用公式 ρ= （h2-h1）*ρ水/ （h3-h1）求出！ 本方法简单易于操作，适合于在实验仪器不全面的情况下用简单的仪器就能操作！
能 测 液 体 的 密 度 吗 ？
一、实验目的
掌握流体静力法测量不规则物体 的密度！ 掌握用流体静力称衡法测定密度的原理。 掌握测量密度的几种方法。 掌握测量的误差分析方法。
1 2
3
4
本次课重点是要掌握及流体静力称衡法的原理，以及在家
庭里没实验器材的情况下创新测量不规则物体密度。
二、实验仪器
物理天平（含砝码）（弹簧测力计） 玻璃烧杯 待测物体等
总结
？？？
？
误差分析（流体静力法）
1
物体的质量受空气浮力的影响，而且天平不能达到很高的平衡条件（天平两
臂不一定平衡）
水的密度受温度的影响，实验中没测量水的温度！
2
3
水的密度作为测物体密度的量度，水是纯净的吗？那么可以把水换为已知密 度的某种液体也行！ 密度受到所有实验数据误差的影响！多次测量能消除一些误差，因而实验会 更精确！
F浮 水 V g
M1 水 M1 M 2
测物体的密度
测物体的密度1、掌握用流体静力称衡法测定不规则固体及液体密度的原理。
2、测定不规则固体和液体的密度。
3、掌握矿山天平的使用方法。
1、流体静力称衡法测定不规则固体及液体密度的原理。
2、矿山天平的使用方法。
讲解、讨论与演示相结合。
3学时。
密度是物质的基本属性。
在一定的温度和压力下，各种物质具有确定的密度。
测量密度可以确定物质的质料和组成成分，工业上常用于原料分析和地质岩矿的鉴定。
一、实验目的1、掌握用流体静力称衡法测定不规则固体及液体密度的原理。
2、测定不规则固体和液体的密度。
3、掌握矿山天平的使用方法。
二、实验仪器矿山天平，玻璃烧杯，外形不规则的铜块，乙醇，Π形支架。
三、实验原理根据密度的定义M V ρ=，物体的质量可用天平测出，对外形规则的物体，只要测出其体积，即可得到其密度。
对外形不规则的物体，其体积难以直接测量，因此我们采用流体静力称衡法，将物体体积的测量转化为对质量的测量。
本实验测量ρ﹥1的不规则固体及液体的密度。
1．ρ﹥1的固体设待测物在空气中的质量为0m ，待测物体积为V ，其浸没于水中的表观质量1m 。
通过对水中物体的受力分析及阿基米德原理，易知：10m g m g Vg ρ=-0（0ρ为水的密度） （1）故01()/V m m ρ=-0，于是待测物密度0001m m m ρρ=- （2）2．液体设上述待测固体()ρρ>液浸没于待测液体中的表观质量为4m ，则：40m g m g Vg ρ=-液 （3）由（1）、（3）式可得待测液体密度 04001()m m m m ρρ-=-液 （4）四、实验内容与步骤1、调天平底座的调平螺钉使天平底座水平。
2、调天平空载时横梁的水平。
支起横梁，观察指针左右摆动的幅度，根据左右摆动的幅度差异，落横梁，相应调节左右配平螺母，使横梁支起时趋于水平。
反复调节，直到支起横梁时，指针指在标尺中心或者左右摆动的幅度相等为止。
3、用复秤法测量不规则固体在空气中的质量以及它们在液体中的表观质量。
流体静力称衡法
课 题 用流体静力称衡法测物体密度教 学 目 的 1、掌握用流体静力称衡法测定不规则固体密度及液体密度的原理。
2、测定外形不规则固体（1ρ<）和液体的密度3、掌握物理天平的使用方法及操作规范。
重 难 点 1、掌握用流体静力称衡法测定不规则固体密度。
2、物理天平的使用方法及操作规范。
教 学 方 法 讲授、讨论 学 时 3个学时一、前言密度是物质的基本属性。
在一定的温度和一定的压力下，各种物质具有确定的密 度。
通过测量物体的密度，可以帮助确定物体的质料和组成成分。
二、实验仪器物理天平或矿山天平，玻璃烧杯，外形不规则的蜡块和铜块，乙醇 三、实验原理根据密度的定义：M V ρ=，物体的质量可用天平测出，但不规则物体的体积不好直 接测量。
我们采用流体静力称衡法，将对物体体积的测量转化对质量的测量。
设物体在空气中的重量为1M g ，在水中的重量为2M g ，则物体在水中所受的浮力为12M g M g -；物体全部浸入水中时，排开水的重量为Mg （或0Vg ρ），根据阿基米德 原理：120M g M g Vg ρ-=V 为物体体积0ρ为水的密度而11V M ρ=，则有只要测出固体在空气中的质量1M 和其在水中的表观质量2M ，即可得其密度。
设待测 液体的密度为3ρ，将上述所测固体浸入待测液体中，其表观重量为3M g ，则133M g M g Vg ρ-=由前述已知12()/V M M g =-，代入上式得只要测出待测固体在液体中的表观质量，就可求得待测液体的密度。
四、实验内容与步骤1、调天平座水平：调天平底座两螺钉使水准仪水泡居中。
2、天平空载，支起横梁，指针在标尺中点左右摆动。
根据左右摆动的幅度差异，落 横梁，调左右配平螺丝，直到支起横梁使，指针指在标尺中点或者左右摆动的幅度相 同。
3、测量不规则固体的质量以及它们浸入液体中的表观质量。
① 不规则铜块在空气中的质量1M ② 不规则铜块在乙醇中的质量2M ③ 不规则石蜡在空气中的质量3M ④ 不规则铜块在水中的质量4M ⑤ 石蜡和铜块在水中的质量5M 五、数据表格及数据处理1铜块密度：石蜡密度：乙醇密度：2、计算不确定度（1）计算铜块密度的不确定度 铜块密度的计算公式为则有考虑到12M M U U U ==，0.004U =可得得 1ρ= 铜块的密度为： 318.270.02/g cm ρ=± （2）计算石蜡密度的不确定度 同理可得得 230.004/U g cm ρ= 腊块的密度为： 320.9370.004/g cmρ=± （3）计算酒精密度的不确定度 同理可得得 330.002/U g cm ρ= 酒精密度为： 330.7780.002/g cm ρ=± 六、注意事项1、不能在横梁悬空状态下调左右配平螺丝或加减砝码；2、不能用手抓砝码，用镊子夹；3、称铜块和蜡块在液体中的表观质量时，蜡块一定要浸没在水中。
专业密度测量实验报告
实验名称：密度测量实验实验日期：2023年10月25日实验地点：物理实验室一、实验目的1. 掌握物理天平的使用方法。
2. 学习流体静力称衡法测量不规则固体密度。
3. 学习比重瓶法测量小粒固体密度。
4. 了解密度的概念和计算方法。
二、实验原理密度的定义是单位体积内物质的质量，公式为：ρ = m/V，其中ρ表示密度，m 表示质量，V表示体积。
实验中，我们通过以下方法测量固体的密度：1. 物理天平称衡法：通过测量物体的质量，然后根据物体的体积计算密度。
2. 流体静力称衡法：通过测量物体在流体中的浮力，根据阿基米德原理计算物体的密度。
3. 比重瓶法：通过测量物体在液体中的浮力，根据物体的质量和液体密度的关系计算物体的密度。
三、实验器材1. 物理天平（感量0.1g，秤量1000g）2. 砝码3. 烧杯4. 细线5. 比重瓶（100ml）6. 温度计（50/0.1）7. 待测大块固体8. 待测小粒固体9. 待测液体四、实验步骤1. 物理天平称衡法：（1）将天平放在水平桌面上，调节水平螺钉，使天平水平。
（2）将天平的游码拨到零刻度线。
（3）将待测固体放在天平的左盘，砝码放在右盘，调节砝码，使天平平衡。
（4）记录待测固体的质量m1。
（5）根据物体的体积计算密度ρ。
2. 流体静力称衡法：（1）将待测固体用细线拴好，放入烧杯中，加入适量的待测液体。
（2）用天平称量烧杯和液体的总质量m1。
（3）将烧杯中的液体倒入比重瓶中，记录液体体积V1。
（4）将比重瓶中的液体倒入烧杯中，再次称量烧杯和液体的总质量m2。
（5）根据阿基米德原理，计算物体的密度ρ。
3. 比重瓶法：（1）将待测固体放入比重瓶中，记录固体体积V2。
（2）将比重瓶中的固体和液体倒入烧杯中，称量烧杯和液体的总质量m3。
（3）根据物体的质量和液体密度的关系，计算物体的密度ρ。
五、实验数据及结果1. 物理天平称衡法：待测固体质量m1：20.0g待测固体体积V：10.0cm³待测固体密度ρ：2.0g/cm³2. 流体静力称衡法：待测固体质量m1：20.0g烧杯和液体总质量m2：100.0g液体体积V1：50.0cm³待测固体密度ρ：2.0g/cm³3. 比重瓶法：待测固体体积V2：5.0cm³烧杯和液体总质量m3：80.0g待测固体密度ρ：2.0g/cm³六、实验结果分析通过三种方法测量待测固体的密度，得到的密度值分别为2.0g/cm³、2.0g/cm³和2.0g/cm³，实验结果基本一致，说明实验方法可行，实验数据准确。
用不同方法测不规则物体和液体密度的研究
用不同方法测不规则物体和液体密度的研究摘要：在生产和科学实验中，为了对材料成分进行分析和纯度鉴定，需要测定各种形状不规则的固体或液体材料的密度。
流体静力称衡法和比重瓶是常用的两种是常用的方法。
此外，密度计和比重秤也常用来测定液体的密度。
根据对固液体密度精确度要求的不同，下面推荐几种测定物体和液体密度的方法。
关键词：密度 液体 不规则物体 流体静力称衡法引言：目前，各大高校在测量规则与不规则物体密度时，普遍采用了流体静力称衡法来测量，这种方法操作简便，得到的实验数据跟真实值较为接近，误差小。
但这只是测量固体液体密度的方法之一，测量密度的方法还有很多，现实生活中会根据不同的生产及科学研究需要，对所要求的物体的精确度与误差值也有所不同，因此我们总结了一些常见的，简单的测量密度的实验方法，并且详细分析了各个实验方法的优缺点，以及各实验所得值的百分差，从而填补了用不同方法测不规则物体和液体密度误差的空白。
1 材料、原理与方法1.1 实验器材小钢钉、 食醋、 量筒 、烧杯若干、 电子天平、 温度计、 物理天平（TW-02B 型，200g,0.02g ）1.2实验原理1.流体静力称衡法1.待测物体的密度大于液体的密度阿基米德定律，浸在液体中的物体要受到向上的浮力。
浮力的大小等于物体所排开的液体的重量。
根据这一定律，我们可以求出物体的体积。
先将质量为m 的待测物体用细线扎好，吊在物理天平的挂钩上，然后把物体全部浸入水中，用天平进行称衡，天平平衡时，所加砝码的质量为m1。
根据阿基米德定律，物体所受到的浮力 g m m W W F )(11-=-= （1-1）可得01ρρm m m-=（1-2）2、待测物体的密度小于液体的密度将物体拴上一个重物，加上这个重物后，物体连同重物可以全部浸没在液体中，这时进行称衡。
根据阿基米德原理和物体在液体中所受的浮力关系可得被测物体的密度：023ρρm m m-=（1-3）3.用已测得的不规则物体的密度测量待测液体的密度将上述物体再浸入密度为'ρ的待测液体中，天平平衡时所加砝码的质量为2'm ,有2''2m m m m ρ-=-0ρ （1-4）此式即为待测液体的密度表达式。
金属测量密度实验报告
一、实验目的1. 掌握物理天平的使用方法。
2. 熟悉流体静力称衡法测量不规则固体密度的原理。
3. 学习用比重瓶法测量小粒固体密度的方法。
4. 通过实验，加深对密度概念的理解。
二、实验原理密度的定义是物质的质量与其体积的比值，即ρ = m/V。
本实验采用两种方法测量金属的密度：流体静力称衡法和比重瓶法。
1. 流体静力称衡法：将金属块悬挂在水中，通过测量金属块在水中的重量，结合阿基米德原理，计算出金属块的体积，进而求出其密度。
2. 比重瓶法：将金属颗粒放入比重瓶中，测量金属颗粒与比重瓶的总质量，再测量比重瓶中水的体积，通过计算得到金属颗粒的密度。
三、实验仪器1. 物理天平（感量0.1g，秤量1000g）2. 法码3. 比重瓶（100ml）4. 烧杯（450ml）5. 温度计（50/0.1）6. 待测金属块（不规则形状）7. 待测金属颗粒（小粒形状）8. 待测液体（水）四、实验步骤1. 流体静力称衡法：（1）将物理天平调至水平，调节平衡螺母使横梁平衡。
（2）将待测金属块悬挂在细线上，用物理天平称出其在空气中的质量m1。
（3）将金属块悬挂在烧杯中的水中，用物理天平称出其在水中的质量m2。
（4）根据阿基米德原理，金属块的体积V = (m1 - m2) / ρ水，其中ρ水为水的密度。
（5）计算金属块的密度ρ = m1 / V。
2. 比重瓶法：（1）将比重瓶清洗干净，用物理天平称出比重瓶的质量m0。
（2）将待测金属颗粒放入比重瓶中，用物理天平称出比重瓶与金属颗粒的总质量m1。
（3）向比重瓶中注入适量的待测液体，用温度计测量液体的温度t。
（4）用物理天平称出比重瓶、金属颗粒和液体的总质量m2。
（5）根据密度公式，金属颗粒的密度ρ = (m1 - m0) / (m2 - m1) × ρ液，其中ρ液为待测液体的密度。
五、实验数据及结果1. 流体静力称衡法：（1）金属块在空气中的质量m1 = 50.2g（2）金属块在水中的质量m2 = 48.5g（3）金属块的体积V = (m1 - m2) / ρ水= 1.7cm³（4）金属块的密度ρ = m1 / V = 29.4g/cm³2. 比重瓶法：（1）比重瓶的质量m0 = 25.5g（2）比重瓶与金属颗粒的总质量m1 = 30.0g（3）比重瓶、金属颗粒和液体的总质量m2 = 60.0g（4）待测液体的密度ρ液= 1.0g/cm³（5）金属颗粒的密度ρ = (m1 - m0) / (m2 - m1) × ρ液= 1.2g/cm³六、实验误差分析1. 流体静力称衡法误差：（1）天平的感量误差：0.1g（2）金属块悬挂线与细线的质量误差：0.1g（3）水的密度误差：0.01g/cm³2. 比重瓶法误差：（1）比重瓶的质量误差：0.1g（2）待测液体的密度误差：0.01g/cm³（3）温度计的读数误差：0.1℃七、实验结论本实验通过流体静力称衡法和比重瓶法分别测量了金属块的密度，实验结果分别为29.4g/cm³和1.2g/cm³。
流体静力称衡法
实验课题：测物体的密度
1
物理科学与技术学院
一 实验目的
1、掌握矿山天平的结构、使用方法及操作规范。 2、掌握用流体静力称衡法测定密度的原理。 3、测定外形不规则固体和液体的密度。 本次课重点是要掌握矿山天平的使用方法， 以及流体静力称衡法的原理。这也是本次实验课 的难点。
2
物理科学与技术学院
3、乙醇密度的不确定度：
U 乙
水 ( m4 m1 )2 ( m0 m4 )2 ( m0 m1 )2
( m0 m1 )
2
U
13
六 实验注意事项
物理科学与技术学院
12
物理科学与技术学院
七 实验数据处理
1、各称量值只有B类不确定度，且都相同。
1 U U B 0.01 0.004( g ) 3
2、蜡块密度的不确定度：
U 蜡
2 水 ( m1 m3 )2 2m2
( m1 m2 m3 )
2
U
4
9. 边刀口
3
2
7
1
物理科学与技术学院
2、矿山天平的主要技术参数： 称量：是指天平所能称量的最大质量值（满载值）， 常以克为单位表示。 感量：是使天平指针从平衡位置偏转到刻度盘一最 小分度所需的质量（即天平的最小分度值），常以 毫克为单位。 提问 该型号矿山天平的称量和感量各是多少？
8
物理科学与技术学院
m3
有： F浮 m3 g (m0 m2 ) g
(m0 m2 ) g
g 水Vg (m0 m1 ) g 而： F浮 水Vg 水V
代入得：
m2 水 m1 m2 m3
1流体静力称重法和比重瓶法测物体密度
流体静力称重法和比重瓶法测试物质密度1、流体静力称重法： HydrostaticA、固体物质的密度：若一物体质量为 m ，体积为 v ，则其密度ρ为：ρ＝m/V------------(1)对形状不规则的物体密度，一般用流体静力称重法测定。
所谓流体静力称重法：即首先称出待测物在空气中的质量m1，然后将物体没入水中，称出其在水中的质量m2 ，则物体在水中所受浮力为：F＝(m1-m2) ×g但浮力F＝ρ× V ×g所以 (m1-m2) ×g＝ρ0 × V ×g则V＝(m1 - m2) /ρ0 代入(1)于是得ρ＝m1×ρ/ (m1－m2)B、液体物质的密度：如将上述已测出的体积为 V＝(m1-m2) /ρ0的固体全部浸入密度为ρ1的待测液体中，称得其表观质量为m3 ，由阿基米得定律知：m1 ×g－m3 ×g＝ρ1× V ×gρ1＝(m1－m3)/V＝(m1－m3)×ρ/( m1-m2)2、比重瓶法：A、液体物质的密度：液体物质的密度可用流体静力称重法测量，也可用比重瓶法。
比重瓶的体积可通过注入蒸馏水，称其质量算出，若称得空比重瓶的重量为m0，装满密度为ρ的蒸馏水时的质量为m1，则：m1＝ m0＋ρVV 0＝ (m1－ m) / ρ如果再将待测密度为的ρ1液体注入比重瓶，再称待测液和比重瓶的质量为m2则：ρ1＝(m2－m0) / Vρ1＝(m2－m0) ×ρ0 / (m1－ m 0)B、粒状固体的密度对于不规则的颗粒状固体，不可能用流体静力称重法来逐一称其质量。
因此，可采用比重瓶法。
实验时，将比重瓶内盛满蒸馏水，称出瓶和水的质量为m1，称其粒状固体的质量为m3，装满蒸馏水的瓶内放入粒状固体溢出水后的总质量为m4。
则放入粒状固体后从比重瓶中排出水的质量为：m1＋m3－m4固体的体积为： V＝(m1＋m3－m4) /ρ待测粒状固体的密度为：ρ＝m3 ×ρ0 /(m1＋m3－m4)。
实验一基本测量
第三章 基础性实验Chapter 3 Fundamental physics experiment实验一 基本测量Experiment 1 Fundamental technology of measuring实验目的Experimental purpose1． 掌握游标卡尺、外径千分尺米、天平的测量原理和使用方法;2． 掌握用流体静力称衡法测量形状不规则物体密度的测量原理和方法;3． 学会实验数据的处理方法,正确写出测量结果表达式;实验原理Experimental principle1．测不规则物体的密度d etermining density of irregular objects 设物体在空气中的重量为W 1=m 1gm 1为物体的质量,若它全部浸入水中的视重为W 2= m 2gm 2为物体在水中的表观质量,则物体所受浮力为实重与视重之差：()gV g m m F 021ρ=-= 1 式中,ρ0为水的密度,不同温度下水的密度可查表得知;由此可得物体的体积：021ρm m V -=2将2式代入V m =ρ,得物体密度ρ： 0211ρρm m m -= 3 若待测物体的密度小于液体的密度,则可采用在待测物体下拴挂重物的方法进行测量;所拴挂重物的大小,以拴挂后待测物体能浸没于液体中为准;如图1a 所示,先使待测物、重物分别处于液面的上、下,即只将重物浸没液体中,此时称衡,相应的砝码质量为m 4；再将待测物连同重物全部浸入液体中进行称衡,如图1b 所示,相应的砝码质量为m 5,则物体在液体中所受的浮力为()gV g m m F 054ρ=-=物体的密度为0543ρρm m m -=' 4 其中,m 3为待测物在空气中的质量;避开不易直接测量的体积V ,将其转换为只需测量较易测准的质量称衡问题,是流体静力称衡法的优点;一般在实验时,液体常用水,ρ0即水的密度;不同温度下水的密度值详见本书的附录;为减小或消除可能存在的天平不等臂系统误差,宜采用交换法也称复称法测量;2．测液体的密度d etermining density of liquid用静力称衡法测液体的密度,要借助于不溶于水并且和被测液体不发生化学被测物体重物图１小密度值的测定 ab反应的物体一般用玻璃块等;设物体的质量为m a ,将其悬吊在被测液体中的称衡值为m b ；悬吊在水中称衡值为m c ;则依阿基米德定律有液体中 ()g m m gV b a x -=ρ水中 ()g m m gV c a -=0ρ式中,V 为物体的体积；ρx 为待测液体的密度；ρ0为水的密度;由此二式消去V ,得0ρρca b a x m m m m --= 5 若以式3中m 1,m 2分别代替式5中m a 和m c ,则式5变为0211ρρm m m m b x --= 实验仪器Experimental device1．游标卡尺vernier caliper我们通常用量程和分度值表示长度测量仪器的规格;量程是测量范围,分度值是仪器所标示的最小分度单位;分度值的大小反映仪器的精密程度;游标卡尺的精度分度值有0.02mm,0.05mm,0.10mm 三种.常见的游标卡尺如图2所示;游标卡尺一般由尺身主尺、尺框附游标、量爪和深度尺等组成;尺身上刻有间距为1mm 的刻度,尺框可沿尺身滑动,游标固定在尺框上;外量爪用来测量物体的长度和外径,内量爪用来测量内径,深度尺用来测量深度;1) 游标原理游标卡尺的设计,一般有以下两类：① 若主尺上n -1个分格的长度等于游标上n 个分格的长度,如图3a 所示;设主尺每格长度为a ,游标每格长度为b ,则有a n nb )1(-=6 游标卡尺的精度为na b a =-=∆ 7 ② 主尺上2n -1个分格的长度等于游标上n 个分格的长度,如图2b 所示,即()a n nb 12-=8 游标卡尺的精度为n a b a =-=∆2 92) 读数方法图3所示游标卡尺主尺一分格的长度为a =1mm,游标上一分格的长度为b =0.98mm,分度值为501==n a i mm=0.02mm;游标上第1根刻线与主尺上第1根刻线对齐时,游标“0”刻线与主尺“0”刻线之间距离为1×0.02mm ；两尺第2根刻线对齐时,两“0”刻线之间距离为2×0.02mm;依此类推,两尺第m 根刻线对齐时,两“0”刻线之间距离为m ×0.02mm;因此,游标可用来测量毫米以下的长度;图2 三用游标卡尺图3游标卡尺的读数使用游标卡尺进行测量时,首先要弄清楚分度值是多少,然后看清楚游标第几根刻线与主尺的某刻线对齐,具体步骤如下：①由游标“0”线在主尺上的位置读出整毫米数k;②若游标第m根刻线与主尺上某刻线对齐,则从游标上读出毫米以下小数部分为m×i,则有待测尺寸=k+ m×i例如图3所示的游标卡尺的分度值i=0.02mm,游标上第22根刻线与主尺上的刻线对齐,则有待测尺寸=k+ m×i =100mm+37×0.02mm=100.74mm直接读数法：游标尺的分度值为0.02mm,游标尺上的数字表示为0.1mm、0.2mm、……,则上图对齐线的读数为0.74mm,待测尺寸=100mm+0.74mm＝100.74mm3注意事项①测量前检查游标卡尺;应将量爪间的脏物、灰尘和油污等擦干净;②工件的被测量表面也应该擦干净,并检查表面有无毛刺、损伤等缺陷,以免刮伤游标卡尺量爪的测量面或测量刀口,影响测量的结果;③测量小零件时,可用左手拿零件、右手拿卡尺进行测量,如图4a,对比较长的零件,要多测几个位置,如图4b;2．外径千分尺螺旋测微计micrometer screw外径千分尺见图5是比游标卡尺更精密的长度测量仪器,又称为螺旋测微计,主要用来测量工件的外部尺寸,精度一般可达0.01mm;图5外径千分尺结构如图5所示,A为测砧,F为测微螺杆,它的螺距为0.5mm的螺纹,当它在固定套管B的螺套中转动时,将前进或后退,可动套管刻度E和测杆F连成一体,其周边等分为50个分格;D为粗调旋钮,D＇为细调旋钮,也称为棘轮装置,拧动D＇可使测杆移动,当测杆与被测物或砧台E相接后的压力达到某一数值时,棘轮将滑动并有咔、咔的响声,活动套管不再转动,测杆也停止前进,锁住制动旋钮,这时就可读数;设置棘轮可保证每次的测量条件对被测物的压力一定,并能保护螺纹和测杆,测杆和砧台相接时,活动套管上的零线应当刚好和固定套管上的横线对齐;原理是精密螺纹的螺距为0.5mm;即D 每旋转一周,F 前进或后退0.5mm,可动刻度E 上的刻度为50等分,即把0.5mm 分为50等份,则可动刻度E 上的每个刻度为0.01mm,即精度为0.01mm;读数方法,被测物的长度的整毫米数和半毫米部分由固定刻度读出,小于半毫米的部分由可动刻度E 读出,但是要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出;螺杆转动的整圈数由固定刻度上间隔0.5mm 的刻线去测量,不足一圈的部分由可动刻度去测量,二者相加就是测量值;使用外径千分尺测量时,要注意防止错读整圈数,图6所示的三例, a 的读数为0.002mm b 的读数为+=6.635mm,c 的读数是5+=5.135mm;图6千分尺的读数 千分尺的零误差,测杆和砧台相接时,活动套管上的零线应当刚好和固定套管上的横线对齐;实际使用的外径千分尺,由于调整得不充分或使用得不当,其零点读数不为零,图7表示两个零点读数的例子;要注意它们的符号不同,顺刻度序列的记为正值,反之为负值; 每次测量之后,要从测量值中减去零点读数,以便对测量值进行修正;3．天平 balancea bc 图7千分尺的零点读数天平是称衡物体质量的精密仪器,天平具有稳定性、灵敏性、正确性和示值不变性四种性能;稳定性是指天平在其平衡状态被扰动后,经过若干次摆动仍能回复到原来的平衡位置;天平指针第i 次摆动幅值A i 与下一次摆幅值A i +1之比称为衰减比;灵敏性是指天平察觉两称盘所放物体质量之差的能力,通常用灵敏度S =m n ∆∆表示,Δn 是指针偏转分格数,Δm 是称盘上所加的微小质量;灵敏度的倒数是感量E =n m ∆∆;正确性是指天平的等臂性;示值不变性是指在不改变天平工作状态的情况下,多次开启天平时其平衡位置的重复性;对比上述四项性能指标,物理天平不及工业天平;物理天平如图8所示;天平的操作程序是：1） 调水平 调天平的底脚螺丝,观察铅锤或圆气泡水准器,将天平立柱调成铅直;2调零点 空载时支起天平,通过横梁两端的调节螺母,进行零点调节;但是对比较灵敏的天平,很难使指针停在标尺中点处,所以一般要求观察指针的停点图8物理天平和标尺中点相差不超过格;3称衡;一般将物体放在左盘,砝码放在右盘;升起横梁观察平衡;若不平衡按操作程序反复增减砝码直至平衡为止;平衡时,砝码与游码读数之和即为物体的质量;4）复原天平复原、砝码放回盒中常用的称量方法：一般称量方法有直接称量法单称法和交换称量法复称法;1直接称量法的公式为Sa a m m 01--= 式中,m 1是砝码的质量；S 是荷载灵敏度；a 是停点；a 0是空载时的停点; 2交换称量法的公式为S a a m m m 22右左右左---=式中,m 左,a 左分别是物体放在左盘时砝码的质量和停点；m 右,a 右分别是物体放在右盘时砝码的质量和停点;实验任务Experimental assignment1．用游标卡尺测量圆柱体的直径D 1和高度H 1,各测6次,记入数据表格中；进而由圆柱体的体积V 柱=1214H D π,写出V 柱的测量结果表达式,用天平测量圆柱体的质量m 0,进而计算圆柱体的密度;2．用外径千分尺测量钢珠的直径D 2,各测6次；进而由钢球的体积326D V π=珠,写出珠V 的测量结果表达式;3．测量不规则物体的密度ρ1) 测量物体在空气中的表观质量m 1；2)称出物体浸没于水中的表观质量m2采用交换法亦可；3)测读水温,查表记录该温度下水的密度ρ0；计算ρ;4．测定蜡块的密度ρ′1)测出蜡块在空气中的表观质量m3；2)按图.a,将蜡块吊在空气中,使重物浸没水中,测出m4；3)按图.b,将蜡块和重物都浸没在水中,测出m5；4)测出水温,由表中查出ρ0,计算ρ′;注意事项cautions1．天平称衡时,每次用镊子加减砝码或取放物体时必须使天平止动,只有在判断天平是否平衡时才启动天平;天平启、止动时动作要轻;2．浸没物体时,托板和烧杯的位置、细线的长度及液体的数量均适宜;3．称衡后,检查、调整天平的横梁、吊耳、砝码等,以使天平始终保持正常状态;4．天平的各部分以及砝码都要防锈、防蚀,高温物体及带腐蚀性的化学药品不得直接放在秤盘内称衡;5．操作完毕,天平复原,砝码放回盒中;数据记录及数据处理data recording and processing例用游标卡尺测量圆柱体举例：1)数据记录表格table of data recording量具：,量程：mm,Δins=0.02mm,零点读数：表1空气中待测规则物体质量的砝码示值m 0=2) 测量结果表达式expression of measuring result ① 111D U D D ±==±mm=±cm 111H U H H ±==±mm=±cm② ∵ 12114H D V π= ∴()11.3069.344421211⨯⨯==ππH D V ≈mm 32221212111.3002.069.3402.042111⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=H U D U V U H D V ≈×10-3=% 104995816.36%13.011⨯≈=⨯=V U V mm 3因为1v U 只取1位有效数字这样1V 末位与1v U 取齐,1V =2846×10mm 3;圆柱体体积的结果表达式为V1=2846±4×10mm3=±0.04cm3用天平测质量数据表格：天平型号：,称量：,分度值：水温：, 查表知水的密度ρ0=表2 空气中待测不规则物体质量的砝码示值单位g思考题Exercises1．游标卡尺的设计一般有两类,对照实验提供的游标卡尺确定它属于哪一类精度是多少怎样正确使用游标卡尺2．外径千分尺活动套管每转一格,测杆移动多少毫米3．棘轮有什么用处怎样正确使用外径千分尺4．5．你用的外径千分尺的零点读数是多少是正还是负怎样确定的几次测量的零点读数一样吗待测长度如何确定6．建议你用具有统计功能的计算器,以教材中圆柱体的测量数据为例,亲自计算一下,看是否与教材中的结果一样如不一样,一定找出产生错误的原因,直到算对为止,这样你处理实验数据时才会心中有数;7．8．流体静力称衡法测固体密度有什么优点此法对待测物试件有什么要求9．10．天平的主要技术参数是什么简要说明其意义;11．有人把天平的使用要点总结为四句话：“称量、分度值先看清,柱直、梁平、‘游码’零,物左、码右、制动勤,仪器用毕收拾净”;请给出解释;12．在使用物理天平测量前,应进行哪些调节,如何消除天平不等臂误差13．14．若待测物体的密度比水的密度小,则测其密度时应测哪些物理量15．测m2时,待测物体置于水中的位置如何选择16．17．只有在时,才能将天平启动,否则必须将天平止动;关键词key words游标卡尺Caliper gauge with vernier 外径千分尺螺旋测微计Micrometer screw,天平balance,物体密度density of the object,液体的密度density of the fluid,阿基米德定律archimedes’s principle,浮力buoyant f orce,物体的质量mass of the object,物体重量the weight of the object,物体的体积volume of the object,部浸入水中的物体totally submerged object.。
流体静力称衡法和比重瓶法测物体密度
若称得空比重瓶的重量为 m 0 ，充满密度
为 0 的蒸馏水时的质量为 m 1 ，则：
m1m00V0
V0
m1 m0
0
如果再将待测密度为的 液体
注入比重瓶，再称待测液和比重
瓶的质量为 m 2 则：
(m2m0)/V0
0
m2 m1
m0 m0
（2）粒状固体的密度
V m1 m3 m4
0
待测粒状固体的密度为：
m1
m3 m3
m4
0
【实验内容】
一、用流体静力称衡法测量金属块的密度 具体步骤见讲义或自定
二、用流体静力称衡法测量盐水的密度 具体步骤见讲义或自定
三、测量蜡烛密度 （自行设计）
【数据记录与处理】
m m m m m ( ) ( ) 1
()
0
（2）液体物质的密度
如将上述已测出的体积为
V
m1 m2
0
的固
体全部浸入密度为 的待测液体中，称
得其表观质量为
m
，由阿基米德定律知：
3
m1gm3gVg
m1V m3 m m11m m230
2、比重瓶法的实验研究
（1）液体物质的密 度
液体物质的密度可用流体静力称衡法测量， 也可用比重瓶法。比重瓶的体积可通过注 入蒸馏水，由天平称其质量算出，
大学物理实验
流体静力称衡法和 比重瓶法测物体密度
物电学院普物教研室
【实验目的】
1、熟练使用物理天平。
2、学习并掌握流体静力称衡法 和比重瓶法。
【实验仪器】
物理天平，烧杯，比重瓶， 温度计，细线，各类待测样品等。
【实验原理】
流体静力称衡法测不规则物体的密度
流体静力称衡法测不规则物体的密度1试验题目:测不规则物体的密度2实验目的：测量不规则物体（小铜环和蜡块）的密度。
3实验仪器：电子天平，烧杯一只，细线，小铜环，蜡块，细钢针。
4,实验原理：流体静力称衡法的应用（1）待测物体的密度大于水的密度，根据阿基米德定律，浸在液体中的物体要受到向上的浮力。
浮力的大小等于物体所排开的液体的重量。
根据这一定律，我们可以求出物体的体积。
先用电子天平称量小铜环的质量三次，记录数据，再将将烧杯中倒进适量水，称重归零。
将小铜环用细线系好放进水中，浸没但不触底，读数十次，取平均。
根据阿基，。
米德原理，设铜环平均质量为Ma，在水中平均质量为ma, 根据阿基米德原理和密度公式ｐ=m/v,得排开水的体积，即铜环的体积，进而得出铜环密度ｐ1(2)当待测物体密度小于水的密度时，用钢针将蜡块插住，其余操作同上，记蜡块干重平均为Mb,记在水中称重平均为mb,密度为p25实验内容与步骤：（1）用电子天平称量小铜环三次，记录数据，（2）用电子天平称量蜡块三次，记录数据（3）将烧杯中倒入适量水，放到电子天平上称重，归零（4）将小铜环用细线系好放进水中，浸没但不触底，重复十次，记录数据（5）取出铜环后继续称重，归零（6）将蜡块用细钢针插住，放到水中，浸没但不触底，重复十次，记录数据，。
（1）铜环干重Ma=（6.720+6.719+6.721）/3=6.720(g)（2）蜡块干重Mb=(3.976+3.975+3.974)/3=3.975(g)（3）铜环在水中质量示数即排开水的质量，其平均值为ma=（0.760+0.720+0.762+。
）/10=0.753，根据阿基米德原理v=m/p得排开水的体积即铜环的体积v1=0.753ml (4)蜡块在水中质量示数即排开水的质量，其平均值为mb=（4.456+……）/10=4.579根据阿基米德原理v=m/p得排开水的体积即蜡块的体积v2=4.579ml(5)根剧阿基米德原理，铜环的密度p铜=Ma/v1=8.924g/ml(6)根据阿基米德原理，蜡块的密度p蜡Mb/v2=0.868g/ml7实验结果与分析讨论实验结果：根据本次实验数据可知，我们用流体静力称衡法来测量物体密度得到p铜=8.924.p蜡=0.868分析讨论：（1）本次实验虽然原理简单，但是在实践操作过程中遇到了很多困难，测量数据时很容易受到外界干扰，所以这些数据是经过多次测量得来的。
密度的测量
2.501
A类不确定度
0.0009
0.0114
0.0017
0.0114
0.0019
B类不确定度
0.0006
0.0115
0.0006
0.0115
0.0006
合成不确定度
0.001
0.016
0.002
0.016
0.002
记录圆柱体的质量：m=26.3g记录圆环的质量：m=9.8g
1、计算圆柱密度：
2.504
Test 2
10.003
40.22
24.094
5.21
2.500
Test 3
10.002
40.20
24.098
5.20
2.502
Test 4
10.001
40.21
24.094
5.22
2.502
Test 5
10.003
40.19
24.096
5.19
2.499
平 均 值
10.002
40.20
24.096
根据不确定度传递公式计算不确定度为0.002g/cm3
∴圆柱体的密度为8.327±0.002g/cm3
2、计算圆环体的密度：
根据不确定度传递公式得出不确定度为0.003g/cm3
∴圆环体的密度为9.012±0.003g/cm3
【结果讨论与误差分析】
通过对两物体的密度测量计算以及对外表面的观察，可以得出被测物体为黄铜。
臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。
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流体静力法测不规则物体密度
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，如工业上常用作原料成分的分析和纯度的鉴定。
测量密度的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、浮力计测定法等。
本实验是用流体静力称衡法测定密度。
【实验目的】
1.学习用流体静力称衡法测定不规则物体密度。
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（型号）、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：
V
m
=
ρ （1） 对于形状规则及密度均匀的物体，只要测定质量和体积就可求得。
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的密度，是比较方便的。
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的重量。
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：
W 1=m 1g
全部浸入水中的视重为：
W 2=m 2g
则物体所受的浮力为：
g m m F )(21-= （2） 式中m 1和m 2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：
0F Vg ρ= （3） 式中ρ0为水的密度，可根据温度查附表。
将式（3）代入式（2）并经整理得到： 1
012
m m m ρρ=
- （4）
由式（4）可知，用流体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。
【实验仪器介绍】
1、天平构造：
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；
（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；
（5）称量完毕将制动旋钮向左旋转，放下横梁，保护刀口。
【实验内容及要求】
1.使用天平前应先进行水平调整，即调整底座螺丝使底座水平（水准仪的气泡在中央）。
2.调节天平横梁两端的平衡螺母对天平进行调平。
3.将待测物体用细线挂在天平左边秤钩上，称其质量共6次，再将待测不规则物体浸入水中，测其表观质量共6次，并将以上、测量数据填写入表格中。
【注意事项】
1.实验过程中要注意随时检查和调整天平的零点。
2.物体浸入水后不能有气泡。
3.用镊子夹取砝码（防止砝码生锈）。
4.天平调零、加减砝码、移动游码前以及完成测量后都应左旋起落旋钮使横梁中刀口脱离接触以保护天平，即把天平放在两端的支架上。
【数据记录】
天平规格：型号（），最大称量（），分度值（）
【数据处理】
1.计算1m 、2m 及1()u m 、2()u m 。
2.平均密度：
1
012
m m m ρρ=
-
3.相对不确定度：
()
()u E ρρρ
=
=4.合成不确定度： ()()u E ρρρ=⋅
5.表达结果: () () ......u P ρρρ=±=单位（）
【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？
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
/C ） /C ） /C ）。