物理实验报告5 固体密度的测定.doc

物理实验报告5_固体密度的测定.doc实验名称：固体密度的测定
实验目的：
。
b •掌握流体静力称衡法测定固体（不溶于水）的密度
实验仪器：
物理天平、砝码、铜螺母、黄蜡、塑料块、细线、烧杯
物理天平的读数方法：
用天平称衡时，必须确定天平的平衡位置，即确定天平的停点。灵敏度高的天平，两边常左右 摆动，不易停下来，正确而迅速地判断天平的平衡位置，是实验操作的关键。如果一定要等天平停 止摆动，既费时又不经济，因此往往不等它静止，而直接从指针左右摆动的位置来推算它该停的位 置 停点。
设读得指针3次连续摆幅数值为：（左，Xi ）（右，X2 ）（左，X3 ），则左边读数的平均值为 （X1+X3） /2，右边读数的平均值为 X2，上述两平均值的平均值就是停点 a。
a，Xi X3）/2 &
2
天平无载荷（两盘均空着）时的停点，称为天平的零点。在正常情况下，零点应该在标尺中央
刻度上（一般实验用的物理天平中央刻度为“ 10”或其左右一个刻度以内，若相差太大，可在天平
止动的情况下，稍微调节横梁上左右两端的平衡螺帽，至零点返回正常位置为止。
本实验所使用天平的最小砝码为 ig,对于ig以下的砝码，可移动横梁上的游码代替， 其最小分
度为20mg （或50mg）。20mg （或50mg） —下的质量可采用下述方法（内插法）计算出来。
先求出天平的零点 a°，要称衡某质量为 M的物体，在右盘放上砝码 m,若m比M略小，停点
在a，移动横梁上的游码，加 m0=20mg （或50mg），停点变成a2，此时m+m0>M。容易得出物体
的质量M为：
■ （a° -印）
a2 — ai
其中为指针每偏转1个刻度（1格）所代表的质量，称为天平的分度值，其倒数称为
a? — a〔
天平的灵敏度。严格来说，一架天平的分度值或灵敏度随着天平载荷大小的变化而变化，载荷越答， 灵敏度越低。但是在本实验中，我们将分度值看作不变，因此，在整个实验中只需要在空载情况下
测量一次分度值，在其他多次测量中，只要测出相应的 ai或a2，就可算出20mg （或50mg）以下的
质量。
实验原理和方法：
如果一个固体质量为 m,体积为V，则它的密度 P为：
m 3
：=V(g/cm )，，O 1
由O式可知，只要测出 m和V，就可以求出 t。质量m可以由天平测出，精确测量体积 V可以 用流体静力称衡法。条件是物体浸入液体后，其性质不发生变化。
如果不计空气的浮力，物体在空气中称量为 m,全浸入液体中称量为 m1，则物体在液体中受到
的浮力为：
F = (m _ mi)g ,, O 2
其中，g为重力加速度。根据阿基米德原理，物体在液体中受到的浮力等于它排开液体的质量：
F =液 gV 排 ” O 3
其中：丫液是液体的密度，V排是物体在液体中所排开液体的体积。由于物体是全浸入液体中，
物体的体积V就等于它所排开液体的体积 V排，由公式O1 ,O ,O可得：
：? = ―m— j液,,o 4
m -mi
如果待测物体的密度小于液体的密度，不能全浸入液体中时，可以采用一下方法：在物体下面
拴上一重物，使它们能全部浸入液体中，称量为 m2。再将物体提升到液面上，而重物仍完全浸入液
体中，称量为 m3。则物体在水中受到的浮力