实验一、固体密度的测量.doc

1 固体密度的测定教学目的: 1 、掌握测定规则物体和不规则物体密度的方法; 2 、掌握游表卡尺、螺旋测微器、物理天平的使用方法; 3 、学****各种物理量的处理方法和不确定度的计算方法,能正确完整地表示测量结果; 4 、培养学生实事求是、科学的态度去独立完成实验。教学重点: 1 、游表卡尺、螺旋测微器、物理天平的正确使用; 2 、实验规范操作及操作中的注意点; 3 、表格的设计及科学记录原始数据; 4 、不确定度的计算及正确表达测量结果。教学难点: 1、用流体静力称衡法测不规则物体的密度; 2 、物理天平的规范操作及正确使用; 3 、有效数字的处理和正确表达测量结果。讲授新课: 一、实验目的: 1. 掌握测定规则物体和不规则物体密度的方法; 2. 掌握游表卡尺、螺旋测微器、物理天平的使用方法; 3. 学****不确定度的计算方法,正确地表示测量结果; 4. 学****正确书写实验报告。二、实验仪器: 1. 游表卡尺:( 0-150mm, ) 2. 螺旋测微器:( 0-25mm, ) 3. 物理天平:( TW-02B 型, 200g, ) 三. 实验原理:内容一:测量细铜棒的密度若一物体的质量为 m, 体积为 V ,则其密度为 V m??( 1-1 ) 当待测物体是一直径为 d、高度为 h 的圆柱体时, hd m 24???( 1-2 ) 只要测出圆柱体的质量 m、外径 d 和高度 h ,就可算出其密度。内容二: 用流体静力称衡法测不规则物体的密度如果不计空气的浮力,物体在空气中的重量 W= mg 与它浸没在液体中的视重 W 1=m 1g 之差即为它在液体中所受的浮力: gmmWWF)( 11????(1-3 ) m和m 1 是该物体在空气中及全浸入液体中称衡时相应的天平砝码质量。根据阿基米德原理, 物体在液体中所受的浮力等于所排开液体的重量,即 0 F Vg ??( 1-4 ) 0?是液体的密度,在物体全部浸入液体中时, V 是排开液体的体积,亦即物体的体积。由 2 式( 1-1 )和式( 1-4 )可得 01??mm m??( 1-5 ) 本实验中液体用水, 0?即水的密度,不同温度下水的密度见本书附录附表 5。如果待测物体的密度小于液体的密度, 则可采用如下方法: 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, 如图 1-1 (a), 相应的砝码质量为 m 2 ,再将物体提升到液面之上,而重物仍浸没在液体中,这时进行称衡,如图 1-1 (b) ,相应的砝码质量为 m 3 ,则物体在液体中所受的浮力: gmmF)( 23??( 1-6 ) 密度 023??mm m??( 1-7 ) 只有当浸入液体后物体的性质不会发生变化时,才能用此法来测定它的密度。四. 实验步骤: 实验内容一:测量细铜棒的密度 1. 熟悉游标卡尺和螺旋测微器, 正确操作的使用方法, 记下所用游标卡尺和螺旋测微器的量程,分度值和仪器误差. 零点读数。 2. 用游标卡尺测细铜棒的长度h, 在不同方位测量5 次分别用游标卡尺和螺旋测微器测细铜棒的直径 5次, 计算它们的平均值( 注意零点修正) 和不确定度. 写出测量结果表达式并把结果记录表格内. 3. 熟悉物理天平的使用的方法, 记下它的最大称量分度值和仪器误差.