间接测量不规则物体的密度

间接不规则物体密度测量

王鹏飞 郭家汶 李梦雪

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。

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

三、实验原理

1、用流体静力法测定外形不规则固体的密度

这一方法的基本原理时阿基米德原理，即物体在液体中所受的浮力等于它所排开液体的重

量，如果不计空气的浮力，物体在空气中的重量为W=m1g ，它浸在液体中的视重W1=M2g ，

则物体所受的浮力

F=W-W1=（M1-M2）g

式中得M1和M2视该物体在空气中及全浸入液体中称时相应的天平砝码质量，因为物体所

受浮力等于物体所排开液体的重量，即

F=ρVg

式中，ρ是液体的

液体的体积，也是物体的体积。 所以有 其中M1，M2,ρ水可以查表

这种方法避开了不易测量的不规则体积V ，

水的密度在不同温度下既可以查出

• 2.待测物体密度小于液体密度时的测定

• 如果待测物体密度ρ1小于液体密度ρ，则在测定不规则物体密度ρ时，先称物体

在空气中相应于天平砝码的质量m2，然后，在物体上栓上一个重物，先使待测物体

在液面之上而重物全部浸在液体中进行称衡，相应的砝码质量为m3。再将待测物体

连同重物全部浸没在液体中进行称衡，相应的砝码为m4.则物体在液体中的浮力

• F=（m3-m4)g

• 所以——F=(m3-m4)g=ρVg

• ρ1=m2ρ/(m3-m4)

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

四：实验内容和实验步骤：

F V g ρ=⋅⋅浮水

1，测量物体在空气中的质量m1测量三次

2，测量物体在水中质量m2测量三次

3，每次测量数据记录下来

注意事项：1、被测物和砝码的取放必须在天平处于平衡状态下进行，且一定要用镊子取放，特别是砝码绝不可用手直接拿取。

2、使用过程中操作动作一定要轻，这样既可以使天平很快稳定，又可避免损坏天平。在称衡液体中的质量时，不可将液体洒落于天平的称盘和底座上。

3、指针偏转不到一小格时，才能纪录数据，要注意对不到最小分度值的部分进行估读。

4、称表观质量时，注意物体不能与杯壁或杯底接触，也不能露出液面。

五：创新：

大家家里都不可能都有量筒，天平等。测量不规则物体密度，能不能不用那么多专业仪器就能测呢？

仪器；用刻度尺，烧杯2个（粗细均匀的瓶子也行）测密度

实验步骤：如下

1，把小烧杯漂在大烧杯中，用刻度尺记下水的高度h1

2，把物体放在小烧杯中，用刻度尺记下水的高度h2

3，把物体沉在水底，小烧杯仍漂在大烧杯中，记下水的高度h3

由于大烧杯的粗细均匀，体积的比等于高度的比

公式：G物=F浮Mg=ρ水g（V2-V1）M=ρ（V3-V1）

所以ρ= （V2-V1）*ρ水/ （V3-V1）

所以上式等于ρ= （h2-h1）*ρ水/ （h3-h1）

六；误差分析

直接测三组数据即水面的高度就可以测得物体的体积

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！

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！多次测量能减少误差，因而实验会更精确！