實驗一物質(zhì)密度的測定課件

1、實驗一 物質(zhì)密度的測定實驗一 物質(zhì)密度的測定 本實驗主要是應用游標卡尺、螺旋測微器來測量長度，用物理天平測量物體的質(zhì)量，通過對規(guī)則形狀物體密度的測定，掌握正確處理實驗數(shù)據(jù)的方法，正確書寫實驗報告，為以后的實驗奠定良好的基礎?！?實 驗 目 的 】 1、掌握規(guī)則形狀物體密度的測定方法。2、三種測量儀器（游標卡尺、螺旋測微器、物 理天平）的正確地使用 。 3、進一步理解誤差和有效數(shù)字的概念，并能正 確地表示測量結果?！?實 驗 原 理 】 物體的密度 等于物體的質(zhì)量 m 和它的體積V 之比，即 。 當待測物體形狀是規(guī)則幾何體時，其體積可用數(shù)學方法算出。例如待測物體是一個直徑為d，高為h的圓柱體時，

2、其體積V為 。由上式可見，只要測得圓柱體的質(zhì)量m 、直徑d 和高度h ，就可算出圓柱體的密度。 【 實 驗 儀 器 】 物理天平 游標卡尺螺旋測微器形狀規(guī)則的金屬圓柱體【 實 驗 步 驟 】 1、記下游標卡尺的分度值。用游標卡尺測圓柱體不同部位的高 h 6次。2、記下螺旋測微器的分度值，測量其零點讀數(shù)3次，并求出平均值。用 螺旋測微器測圓柱體不同部位的直徑d 6次。 3、記下物理天平的最大稱量和分度值。將圓柱體放在物理天平的左盤， 稱得其質(zhì)量m1；再將圓柱體放在物理天平的右盤，秤得其質(zhì)量m2；則 圓柱體的質(zhì)量 m ，此種方法稱為交換法（Sm儀由實驗室給出）。 4、計算出待測物體的密度. 5、由

3、標準偏差的傳遞公式計算出s（），寫出測量結果。 【 注 意 事 項 】 1、對螺旋測微器的測量數(shù)據(jù)進行零點修正時， 應注意零點讀數(shù)的正負，不要弄錯。2、必須嚴格地按照儀器的操作步驟進行測量， 遵守儀器使用的注意事項?！?數(shù) 據(jù) 記 錄 表 】 表1-1 螺旋測微器的零點讀數(shù)表1-2 物體密度的測定游標卡尺的使用 游標卡尺簡稱卡尺，是一種常用的測量長度的量具，它的外形與結構如圖1-l所示。游標卡尺主要由主尺和可以沿主尺滑動的副尺（游標尺）組成。鉗口A、B可用來測量物體的外部尺寸；刀口A、B可用來測量管的內(nèi)徑和槽寬；尾尺C可用來測量槽和小孔的深度。圖1-1游標卡尺的使用 主尺的最小分度為lmm，副

4、尺上刻有游標E，利用游標可以把主尺上的估讀數(shù)準確地測量出來。以10分度游標為例，主尺的最小分度為1mm，游標上10個小的等分刻度的總長度等于9mm，因此游標上的每一小分度比主尺的最小分度相差0.1mm。當鉗口A、B合在一起時，游標的零刻度線與主尺的零刻度線重合。若在鉗口A、B間卡一長度為L的物體，副尺對在主尺上的某一位置，如圖22所示。物體長度L在毫米以上的整數(shù)部分x可以從游標“0”線所對主尺的位置直接讀出；而毫米以下的部分x，則可由游標讀出，即找出游標上第幾根刻線與主尺上刻線對得最齊。如圖12所示，x等于21mm，游標上第六根刻線與主尺上的刻線對得最齊，則從圖上可見x等于60.1mm，物體的

5、長度為21.6mm。如果游標上第k根刻線與主尺某刻線對得最齊，則x就是k0.lmm，則物體的長度為L（xk0.l）mm圖1-2對于一般情況，若游標上有n個分格，它的總長度與主尺上（nl）個最小分格的總長度相等，則每一游標分度的長度b為b= 式中a為主尺最小分度的長度，主尺的最小分讀度與游標分度的長度差為a-b = a- =式中稱為游標卡尺的分度值，顯然，測量時，如果游標上的第k條刻線與主尺某一刻線齊，則x = k 使用游標卡尺時，可用左手拿待測物體，右手握主尺，用拇指按在游標的S部分推拉。要注意保護鉗口與刀口不被磨損。卡住待測物體時，松緊要適當。當需要將待測物體取下讀數(shù)時，要旋緊固定螺絲K。注

6、意：游標卡尺上數(shù)據(jù)的讀取另有一種簡便的方法，大家不妨一試，以圖1-2為例，下方游標零刻度線對著主尺上21.0和22.0之間,同時偏向22.0,因此,其讀數(shù)應在21.5和22.0之間,再看下方游標刻度線(0-10)上哪一根刻度線跟主尺上的刻度線重合,我們發(fā)現(xiàn)正好6跟主尺上的刻度線重合,因此其讀數(shù)是21.6mm游標卡尺的使用 螺旋測微器 螺旋測微器又稱千分尺，它是比游標卡尺更精密的測長儀器，其分度值可在0.010.001mm之間。常用于測量細絲和小球的直徑以及薄片的厚度等。螺旋測微器的外型與結構如圖1-3所示。螺母套管B、固定套管D和測砧E都固定在架G上。D上刻有主尺，主尺上有一條橫線（稱為讀數(shù)準

7、線），橫線上方刻有表示毫米數(shù)的刻線，橫線下方刻有表示半毫米的刻線。測微螺桿A和微分筒C、棘輪旋柄K連在一起。微分筒的刻度通常一圈為50分度，也有25分度和100分度的?，F(xiàn)以0分度的微分簡為例，其測微螺桿的螺距為0.5mm。因此測微螺桿旋轉(zhuǎn)一周時，它沿軸線方向前進（或后退）0.01mm。由此可見，該螺旋測微器的最小刻度為0.01mm，該值稱為這種螺旋測微器的分度值。圖1-3螺旋測微器 測量物體時，應先將測微螺桿A退開，把待測物體放在E、A的兩測量面之間，然后輕輕轉(zhuǎn)動棘輪旋柄K，使兩平面剛好與物體接觸。讀數(shù)時，從主尺上讀取0.5mm以上的部分，從微分筒上讀取余下尾數(shù)部分（估計到最小分度的十分之一，

8、即1/1000 mm），然后兩者相加。例如圖1-4（a）圖中讀數(shù)為5.160mm；圖1-4（b）圖中讀數(shù)為5.660mm。圖1-4 注意:圖(a)和圖(b)有什么不一樣的地方?希望大家思考!螺旋測微器使用螺旋測微器應注意以下幾點：1、檢查零點讀數(shù)，并對測量數(shù)據(jù)作零點修正。先使測微螺桿與測砧剛好 接觸，檢查微分筒“0線與讀數(shù)準線是否重合。如果不重合，兩者之差 稱為零點讀數(shù)。應注意零點讀數(shù)的正負，以便對測量數(shù)據(jù)進行零點修 正。2、檢查零點讀數(shù)和測長時，切忌直接轉(zhuǎn)動測微螺桿和微分筒，以免過分 壓緊而損壞螺紋。應輕輕轉(zhuǎn)動棘輪旋柄，待發(fā)出“咔、咔”聲時，即可 進行讀數(shù)。3、測量完畢，應使測砧和測微螺桿間

9、留出一點間隙，以免因熱膨脹而損 壞螺紋。 天平是一種等臂杠桿，用來稱衡物體的質(zhì)量。物理天平的外形與結構如圖1-5所示。它的主要技術指標有：1、最大稱量 ： 是指允許稱衡的最大質(zhì)量。2、分 度 值 ： 是指天平平衡時，使指針C產(chǎn)生一小格的偏轉(zhuǎn)在一端需加（或 減）的最小質(zhì)量。分度值的倒數(shù)稱為靈敏度。分度值越小，天平的靈敏度 越高。圖1-5物理天平 物理天平的操作步驟如下：1、安裝 從盒中取出橫梁后，辨別橫梁左邊和右邊的標記，通常左邊標有“l(fā)”， 右邊標有2，掛鉤和秤盤上也標有1、2字樣。安裝時，左右分清，不可弄 錯，要輕拿輕放，避免刀口受沖擊。2、水平調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)底腳螺絲F和F，使水準泡居中，以保證支柱B鉛直。有些天 平是采用鉛垂線和底柱準尖對齊來調(diào)節(jié)水平的。3、零點調(diào)節(jié) 先把游碼D撥到刻度“0”處，順時針旋轉(zhuǎn)制動旋鈕G，支起橫梁，觀 察指針擺動，當指針指“0”或在標尺的“0”點左右作等幅擺動時，天平即平衡 了。如不平衡，調(diào)節(jié)平衡螺母E或E，使之平衡。4、稱衡 將待測物體放在左邊盤內(nèi)，硅碼加在右邊盤內(nèi)，橫梁L的游碼用于1g以 下的稱衡。當天平平衡時，待測物體的質(zhì)量就等于硅碼的質(zhì)量與游碼所指值 （包括估讀的一位數(shù)字）之和。5、每次稱衡完畢，應將制動旋鈕逆時針旋轉(zhuǎn)，放下橫梁，再記桂碼和游碼的讀 數(shù)。物理天平 使用天平應注意以下幾點 1、不允許用天平稱衡超過