实验项目 教学目的 物体密度的测定 1. 熟悉并掌握物理天平的使用方法。 2. 掌握流体静力称衡法测物体密度的原理和方法。 设物体的质量为M，体积为V，密度为，则根据密度定义： M V我们只要能测出物体的质量M和确定其体积V，就可求得物体的密度。物体的质量M通常用天平测定，体积V可用不同的方法求出。对于外形规则且不复杂的固体，可以利用测量长度的工具(游标卡尺、千分尺等)进行间接测量而求得。而对于一般的固体或液体，则必须用其它方法求出其体积。最简易的方法是应用量筒测量液体体积。本实验介绍一种常用的方法——流体静力称衡法。 1．流体静力称衡法测密度 假设体积为V的物体，在空气中重量为m1g，将该物体完全浸没在密度为0的液体中，其视重为m2g。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同体积液体的重量。设物体的密度为 实验原理 m1m10 Vm1m22. 物理天平的使用方法 ① 先弄清天平的分度值和称量，决定该天平是否适用。 ② 水平调节；旋转底脚螺丝，使水准器水泡在中间。 ③ 零点调节：将游码D拨到刻度“0”处，再把称盘吊钩分别挂在横梁两端的刀口上。启动天平，观察指针摆动情况，如果指针在标尺中央作左右等幅摆动，则天平已平衡。否则，应旋止动旋钮Q将横梁放下，再调节平衡螺母B1、B2，然后再启动检查，反复数次直到平衡。 ④ 称衡。 称衡时应注意： A. 将待称之物体放在左称盘中央，砝码放在右称盘中央。从称盘上取下砝码应立即放回盒中原位置。砝码不得直接用手拿取，一般用镊子夹取。 B. 为了保护刀口，必须记住：在取放物体，取放砝码，调整平衡螺母,拨动游码以及不使用天平时，都必须将天平止动，只准许在观察天平是否平衡时才将天平启动。天平启、止动时动作要轻，止动时最好在天平指针接近标尺中间刻度时进行。 ⑤ 实验完毕，将两边吊钩摘离刀口，天平放回原处。 1
教学重点与难点 重点：1. 密度测量的基本原理、公式及变形公式的运用； 2. 物理天平的使用； 3. 不规则物体密度的测量。 难点：1. 使用千分尺测直径，游标卡尺测高度，零点读数与测量读数； 2. 物理天平水平调节，零点调节及操作注意事项。 1.规则固体密度的测定 ⑴ 细心调好天平的水平和零点。 ⑵ 用天平称量铜圆柱体的质量M测。 ⑶ 用游标卡尺测圆柱体的长度6次，用千分尺测圆柱体的直径6次。 2.不规则固体密度的测定 ⑴ 将待测玻璃块用细线挂在天平左盘的吊钩上称出其质量M1。 ⑵ 在玻璃杯中倒大半杯水放在托盘上，再将待测玻璃块完全浸入水中，称出它在水中的视质量M2。 ⑶ 用温度计测出水的温度，并由附表查出该温度下水的密度0。 实验内容 提要 测量与数据处理要求 1. 2. 3. 4. 规则物体密度测量时，千分尺读数精确到0.001mm，需要估读； 游标卡尺读数精确到0.02mm的整数倍，不能估读； 物理天平游码读数精确到0.01g，需要估读； 不规则物体密度测量时，应将待测玻璃块完全浸入水中，不能碰触烧杯壁、烧杯底，也不能有部分暴露在空气中； 5. 数据处理时，先计算相对不确定度，再计算总不确定度比较方便。 1．天平的使用规则中，哪些规定是为了保护刀口的? 2. 如何用流体静力称衡法测量某种液体的密度? 3. 你还能举出一些测密度的方法吗? 《大学物理实验》—— 马靖 马宋设 施洋主编 《大学物理实验指导》—— 丁道滢 陈之前主编 《物理实验教程》——丁慎训 张连芳主编 《大学物理实验》—— 霍剑青 吴泳华等主编 一、预习及操作评分标准： 1．预习部份：40分 （1）、 实验仪器10分，其中天平、游标卡尺、千分尺的规格5分，其他5分； （2）、实验原理20分，其中 思考题 参考资料 M/V 5分 评分标准 m10 5分 m1m2密度用天平测，规则固体体积用长度测量工具测5分，不规则固体体积用流体静力称衡法测5分； （3）、其他10分。 2. 操作部分：60分 （1）、调水平10分；
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（2）、调平衡10分； （3）、保护刀口10分； （4）、测质量10分； （5）、游标卡尺、千分尺10分； （6）、整理仪器10分 二、实验报告评分标准 密度实验报告总分100分，分成两大块： 1. 数据处理部分占85分 数据处理全对或错一个地方不扣分；（得85分） 数据处理错两个地方扣5分；（得80分） 数据处理错三个地方扣10分；（得75分） 数据处理错四个地方扣15分；（得70分） 数据处理错五个地方扣20分；（得65分） 数据处理错六个地方或更多扣25分—35分，视具体情况来定。（得60分—50分） 2. 误差分析部分占15分 3
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