固体和液体密度的测定实验报告.doc

广州大学学生实验报告
院(系)名称
物理系
班别
姓名
专业名称
物理教育
学号
实验课程名称
普通物理实验I
实验项目名称
力学实验:固体和液体密度的测定
实验时间
实验地点
实验成绩
指导老师签名
密度是物体的基本特性之一,它与物质的纯度有关。因此工业上常通过测定密度来做原料成分的分析和纯度的鉴定。本实验用液体静力称衡法和比重瓶法测量固体的密度,通过实验熟悉物理天平的使用。
【实验目的】
。
。
3. 学会测量固体和液体的密度,会查密度表,尝试用密度知识解决简单问题。
。
【实验仪器】
物理天平,待测物体,线绳,烧杯,水,比重瓶,温度计。
【实验原理】
若一个物体的质量为m,体积为V,则其密度为
(2-1-1)
可见,通过测定m和V可求出ρ,m可用物理天平称量,而物体体积则可根据实际情况,采用不同的测量方法。
一、用液体静力称衡法测量固体的密度

所谓液体静力称衡法,即先用天平称被测物体在空气中质量m1,然后将物体浸入水中,称出其在水中的质量m2,如图1所示,则物体在水中受到的浮力为
F= (m1-m2)g (2)
根据阿基米德原理,浸没在液体中的物体所受浮力的大小等于物体所排开液体的重量。因此
F=ρ0Vg (3)
其中ρ0为液体的密度(本实验中采用的液体为水);V是排开液体的体积亦即物体的体积。联立(2)和(3)式可以得
(4)
由此得(5)
【固体密度的测定数据记录表(不规则铜块)】
水
密度
不规则铜块质量(g)
放入水中后不规则铜块质量(g)
m-(g)
固体密度
1
第一次




第二次




第三次




平均值





图1
图2
图3
待测物体的密度比液体小时,可采用加“助沉物”的办法,如图2所示,“助沉物”在液体中而待测物在空气中,称量时砝码质量为m1。待测物体和“助沉物”都浸入液体中称量时如图3所示,相应的砝码质量为m2,因此物体所受浮力为(m1-m2)g。若物体在空气中称量时的砝码质量为m,物体密度为
(6)
比重瓶法

对液体密度的测定可用流体静力“称量法”,也可用“比重瓶法”。在一定温度的条件下,比重瓶的容积是一定的。如将液体注入比重瓶中,将毛玻璃塞由上而下自由塞上,多余的液体将从毛玻璃塞的中心毛细管中溢出,瓶中液体的体积将保持一定。
比重瓶的体积可通过注入蒸馏水,由天平称其质量算出,称量得空比重瓶的质量为m1,充满蒸馏水时的质量为m2,则比重瓶的体积为
V=(m2-m1)/ρ(7)
如果再将待测密度为的液体(如酒精)注入比重瓶,再称量得出被测液体和比重瓶的质量为m3,则=(m3-m1)/V。将公式(7)代入此公式得
(8)

【比重法测液体密度的测定数据记录表】
空比重瓶质量(g)
充满密