实验二基本测量的补充资料.docVIP

基本测量 [实验目的] 学会正确使用卡尺、千分尺、物理天平；正确记录测量数据、仪器示值误差。 掌握常用的测量物体密度的原理和方法；根据待测量特征来正确选择仪器进行测量。 3、学会流体静力称衡法的原理、掌握固体密度的测量方法。 [实验仪器] 物理天平、千分尺、游标卡尺、待测物体、温度计、烧杯、水等。 [实验原理] 物体的密度是某一温度时物体单位体积中所包含的质量，用表示，即 （1-2） 式中是物体的质量，是物体的体积。因而只要测出物体的体积和质量就可求出构成此物体的物质密度。对于形状规则的物体的体积可以用长度测量仪进行测量；对于形状不规则的物体，它们的体积无法用长度测量仪进行测量，为此采用液体静力称衡法。 规则物体的体积和密度 空心圆柱体的质量为，则其体积、密度分别是 （1-3） 式中为圆柱体的高度、为外径、为内径。 不规则物体的体积和密度 阿基米德原理指出：浸没在液体中的物体受到向上的浮力，浮力大小等于物体所排开液体的重量。 如果不计空气的浮力，物体在空气中的重量。如果将物体浸没在液体中称衡，由于物体在液体中受到浮力作用，其视重，和之差即物体在水中所受到的浮力。 （1-4） 和分别为该物体在空气中和全部浸没在液体中称衡时砝码的质量。根据阿基米德原理，物体在液体中所受到的浮力等于它所排开液体的重量，即 （1-5） 是液体的密度，在物体全部浸没在液体中时，是排开的液体的体积，也就是该物体的体积，由（1-2）、（1-4）、（1-5）可得物体体积为 （1-6） 密度为 （1-7） 本实验中液体用水，即是水的密度。 某物质的密度ρ是指此物质单位体积内所含质量的多少。即ρ m/V。只要测出物质的质量（用物理天平测）和体积，， 　　1、待测物体的密度ρ大于水的密度ρ。 设流体为水，， 体在空气中的重量为W mg，W1 m1 g， 体在水中所受的浮力大小为F W-W1 m-mI〉g。 　　根据阿基米德原理，， F ρ0Vg，式中ρ0为所用流体（如水）的密度。 ∴ρ0Vg （m--mI）g，V （m--mI）÷ρ0 ……………（1—1） 故物体的密度也就可求得： ρ＝mρ0÷（m--mI）……………（1—2） m和mI是该物体在空气中及全部浸入液体中称衡时相应的天平砖码质量。ρ0是水在当时水温下的密度，1-1中查得。 2、 待测物体的密度小于水的密度 采用如图1--1所示的测量方法，， ρ＝mρ0÷（m3—m2）……………（1—3） 式中m是待测物体在空气中称衡时的质量，m2 重物的作用是把待测物一起全部拉入水中 都全部浸没悬浮在水中称衡时的视重所对应的质量 如图1-1所示 ，m3， 如图1-2所示〉。 由（1—1）、（1—2）、（1—3）式可知，0即液体的密度为已知时， 测出固体的体积和密度， [实验内容] 1． 测量规则物体的体积和密度：建议根据待测量特征，正确选择长度测量仪测量空心圆柱体的体积；用物理天平称出其质量，就可间接测出物体的体积和密度。 2． 采用液体静力称衡法测出不规则物体的体积和密度：建议用天平分别称出物体在空气中的质量和浸没在水中的质量；用温度计测出此刻的水温，就可间接测出不规则物体的体积和密度。 3．用列表法正确记录测量数据（单次或多次测量）、各仪器的示值误差；练习间接测量的误差计算及结果的表示。 [思考问题] 1．浸没在水中的质量如何在天平上称衡？ 2．如果物体密度比水小，或呈小颗粒状时，你能否设计一种测量其密度的方法？ 2