密度的測定的實驗報告.docx

固體密度的測定 一、 實驗?zāi)康模?. 掌握測定規(guī)則物體和不規(guī)則物體密度的方法；2. 掌握游表卡尺、螺旋測微器、物理天平的使用方法；3. 學(xué)習(xí)不確定度的計算方法，正確地表示測量結(jié)果；4. 學(xué)習(xí)正確書寫實驗報告。二、 實驗儀器：1. 游表卡尺：（0-150mm,0.02mm）2. 螺旋測微器：（0-25mm,0.01mm）3. 物理天平：（TW-02B型，200g,0.02g）三.實驗原理：內(nèi)容一：測量細(xì)銅棒的密度 根據(jù) （1-1） 可得 （1-2） 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：和物體在液體中所受的浮力： 可得 （1-3）m是待測物體質(zhì)量, m1是待測物體在液體中的質(zhì)量,本實驗中液體用水，即水的密度，不同溫度下水的密度見教材附錄附表5（P305）。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(jìn)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： （1-4）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(jìn)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, 即水的密度同上。圖1-1 用流體靜力稱衡法稱密度小于水的物體 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(xì)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(xì)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(xì)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(dá)式并把結(jié)果記錄表格內(nèi).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(xì)銅棒的質(zhì)量m,并測5次,計算平均值和不確定度,寫出測量結(jié)果表達(dá)式.4.用 公式算出細(xì)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(dá)式: 并記錄到表格中.6.求出百分差：銅焊條密度的參考值：. 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(xì)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m1 ，標(biāo)出單次測量的不確定度，寫出測量結(jié)果。（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。（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：的數(shù)值比較之，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m3；（3）將石蠟和重物都浸沒在水中，測出m2；（4）測出水溫，由大學(xué)物理實驗教材表中查出；（5）由式（1-4）計算及。 （6）求出百分差：石蠟密度的參考值：。五、實驗數(shù)據(jù)記錄：銅焊條、鐵栓、石蠟密度的理論參考值： 、 、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)記錄物體物理量12345平均值修正后值不確定度結(jié)果表示百分差細(xì)銅棒d銅mm4.9664.9694.9734.9714.9694.9704.9680.0064.9680.006-0.12%h銅mm97.7697.7497.7297.7697.7297.7497.740.0397.740.03m銅g15.94815.94615.94615.94415.94615.94615.9460.02016.1900.020銅（8.4160.003）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）12.5400.0203.4420.020待測物體在水中的質(zhì)量m1（g）10.9260.020待測物體拴上重物的質(zhì)量m3（g）14.3160.020物體和重物全浸入水中的質(zhì)量m2(g)10.5640.020水溫t（）10.00.510.00.5水在t（）時的密度。(103/m3)0.9997000.999700待測物體的密度(103/m3)7.770.480.9170.016百分差六、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(fù)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(jī)誤差只能減小,不能消除。 2、鐵密度的百分差為負(fù)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。 3、石蠟密度的百分差在2.