-《固體密度的測定》一、實驗?zāi)康模赫莆諟y定規(guī)則物體和不規(guī)則物體密度的方法；掌握游表卡尺、螺旋測微器、物理天平的使用方法；學(xué)習(xí)不確定度的計算方法，正確地表示測量結(jié)果；學(xué)習(xí)正確書寫實驗報告。二、實驗儀器：游表卡尺：（0-150mm,0.02mm）螺旋測微器：（0-25mm,0.01mm）物理天平：（TW-02B型，200g,0.02g）三.實驗原理：內(nèi)容一：測量細銅棒的密度根據(jù)m（1-1）可得4m（1-2）Vd2h只要測出圓柱體的質(zhì)量m、外徑d和高度h，就可算出其密度。內(nèi)容二：用流體靜力稱衡法測不規(guī)則物體的密度1、待測物體的密度大于液體的密度根據(jù)阿基米德原理：FVg和物體在液體中所受的浮力：FWW(mm)g011可得m（1-3）mm01m是待測物體質(zhì)量,m是待測物體在液體中的質(zhì)量,本實驗中液體用水，1同溫度下水的密度見教材附錄附表5（P305）。

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即水的密度，不2、待測物體的密度小于液體的密度將物體拴上一個重物，加上這個重物后，物體連同重物可以全部浸沒在液體中，這時進行稱衡。根據(jù)阿基米德原理和物體在液體中所受的浮力關(guān)系可得被測物體的密度：m（1-4）mm02如圖1-1（a），相應(yīng)的砝碼質(zhì)量為m2，再將物體提升到液面之上，而重物仍浸沒在液體中，這時進行稱衡，如圖1-1（b），相應(yīng)的砝碼質(zhì)量為m3，m是待測物體質(zhì)量,0即水的密度同上。只有當(dāng)浸入液體后物體的性質(zhì)不會發(fā)生變化時，才能用此法來測定它的密度。注：以上實驗原理可以簡要寫。四.實驗步驟：實驗內(nèi)容一：測量細銅棒的密度1.熟悉游標(biāo)卡尺和螺旋測微器,正確操作的使用方法，記下所用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的量程，分度值和儀器誤差.零點讀數(shù)。2.用游標(biāo)卡尺測細銅棒的長度h,在不同方位測量5次分別用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器測細銅棒的直徑5次,計算它們的平均值(注意零點修正)和不確定度.寫出測量結(jié)果表達式并把結(jié)果記錄圖表1-格1內(nèi)用.流體靜力稱衡法稱密度小于水的物體3.熟悉物理天平的使用的方法,記下它的最大稱量分度值和儀器誤差.橫梁平衡,正確操作調(diào)節(jié)底座水平,正確操作天平.稱出細銅棒的質(zhì)量m,并測5次,計算平均值和不確定度,. z.-寫出測量結(jié)果表達式.4m4.用銅d2h公式算出細銅棒的平均密度5.用不確定度的傳遞公式求出密度的相對不確定度和絕對不確定度,寫出最后的結(jié)果表達式:103kg/m3并記錄到表格中.6.求出百分差：銅焊條密度的參考值：8.426103Kg/m3.銅實驗內(nèi)容二:用流體靜力稱衡法測不規(guī)則物體的密度1．測定外形不規(guī)則鐵塊的密度（大于水的密度）；（1）按照物理天平的使用方法，稱出物體在空氣中的質(zhì)量m，標(biāo)出單次測量的不確定度，寫出測量結(jié)果。（2）把盛有大半杯水的杯子放在天平左邊的托盤上，然后將用細線掛在天平左邊小鉤上的物體全部浸沒在水中（注意不要讓物體接觸杯子邊和底部，除去附著于物體表面的氣泡），稱出物體在水中的質(zhì)量m，標(biāo)出單次測量的不確定度，寫出測量結(jié)果。1（3）測出實驗時的水溫，由附錄附表5中查出水在該溫度下的密度0。（4）由式（1-3）計算出，同時用不確定度傳遞公式計算的不確定度，最后寫出測量結(jié)果和相對不確定度，并和鐵栓密度的參考值： 7.823103Kg/m3的數(shù)值比鐵較之，求出百分差。2．測定石蠟的密度（小于水的密度）（1）同上測出石蠟在空氣中的質(zhì)量m；（2）將石蠟拴上重物，測出石蠟仍在空氣中，而重物浸沒水中的質(zhì)量m；3（3）將石蠟和重物都浸沒在水中，測出m；2（4）測出水溫，由《大學(xué)物理實驗》教材表中查出0；（5）由式（1-4）計算及。（6）求出百分差：石蠟密度的參考值： 0.898103Kg/m3。石蠟五、實驗數(shù)據(jù)記錄：銅焊條、鐵栓、石蠟密度的理論參考值：8.426103Kg/m3、7.823103Kg/m3、0.898103Kg/m3銅鐵石蠟固體密度測量儀器參數(shù)及系統(tǒng)誤差記錄儀器名稱最大量程分度值儀器誤差儀器零點讀數(shù)游標(biāo)卡尺（mm）1500.020.020.00螺旋測微器（mm）250.010.0050.002物理天平（g）2000.020.0200.00測量數(shù)據(jù)記錄物物平均修正不確結(jié)果百分理12345體值后值定度表示差量d4.9664.9694.9734.9714.9694.9704.9680.0064.968-0.12細銅0.006%mm. z.-銅h銅97.74棒97.7697.7497.7297.7697.7297.7497.740.03mm0.03m15.9415.9416.190g銅15.94815.94615.94615.94415.946660.0200.020（8..4160.003）103Kg/m3銅流體靜力稱衡法密度測量數(shù)據(jù)記錄待測物體材料鐵塊石蠟塊待測物體在空氣中的質(zhì)量m（g）12.540±0.0203.442±0.020待測物體在水中的質(zhì)量m1（g）10.926±0.020／待測物體拴上重物的質(zhì)量m3（g）／14.316±0.020物體和重物全浸入水中的質(zhì)量m2(g)／10.564±0.020水溫t（℃）10.0℃±0.5℃10.0±0.5℃水在t（℃）時的密度ρ。(×103㎏/m3)0.9997000.999700待測物體的密度ρ(×103㎏/m3)7.77±0.480.917±0.016百分差0.72%2.2%六、實驗數(shù)據(jù)處理：七、結(jié)果討論及誤差分析：1、銅密度的百分差為負的0.12%,測量值比參考值偏小,但偏小較小。其誤差產(chǎn)生的主要原因：由于銅棒不是絕對圓柱體,所以圓柱直徑d的測量值存在著系統(tǒng)誤差,另外雖然采用了多次測量,但隨機誤差只能減小,不能消除。2、鐵密度的百分差為負的0.72%,測量值比參考值偏小,但偏小較小。其誤差產(chǎn)生的主要原因：實驗方法采用流體靜力稱衡法來測物體的密度，拴鐵塊的線用棉線，存在一定的系統(tǒng)誤差，而且放入水中在鐵塊周圍存在少量的氣泡，使鐵塊質(zhì)量在水中的視值偏小，產(chǎn)生了系統(tǒng)誤差，測量值偏小