实验四固体和液体的密度测定
密度的测定的实验报告
《固体密度的测定》一、实验目的：1. 掌握测定规则物体和不规则物体密度的方法；2. 掌握游表卡尺、螺旋测微器、物理天平的使用方法；3. 学习不确定度的计算方法，正确地表示测量结果；4. 学习正确书写实验报告。
二、实验仪器：1. 游表卡尺：（0-150mm,0.02mm ）2. 螺旋测微器：（0-25mm,0.01mm ）3. 物理天平：（TW -02B 型，200g,0.02g ）三.实验原理：内容一：测量细铜棒的密度根据 V m =ρ （1-1） 可得 hd m 24πρ= （1-2） 只要测出圆柱体的质量m 、外径d 和高度h ，就可算出其密度。
内容二：用流体静力称衡法测不规则物体的密度1、待测物体的密度大于液体的密度根据阿基米德原理：0F Vg ρ=和物体在液体中所受的浮力：g m m W W F )(11-=-= 可得01ρρm m m-=（1-3）m 是待测物体质量, m 1是待测物体在液体中的质量,本实验中液体用水，0ρ即水的密度，不同温度下水的密度见教材附录附表5（P 305）。
2、待测物体的密度小于液体的密度将物体拴上一个重物，加上这个重物后，物体连同重物可以全部浸没在液体中，这时进行称衡。
根据阿基米德原理和物体在液体中所受的浮力关系可得被测物体的密度： 023ρρm m m-=（1-4）如图1-1（a ），相应的砝码质量为m2，再将物体提升到液面之上，而重物仍浸没在液体中，这时进行称衡，如图1-1（b ），相应的砝码质量为m3，m 是待测物体质量, 0ρ即水的密度同上。
图1-1 用流体静力称衡法称密度小于水的物体只有当浸入液体后物体的性质不会发生变化时，才能用此法来测定它的密度。
注：以上实验原理可以简要写。
四. 实验步骤：实验内容一：测量细铜棒的密度1.熟悉游标卡尺和螺旋测微器,正确操作的使用方法，记下所用游标卡尺和螺旋测微器的量程，分度值和仪器误差.零点读数。
2.用游标卡尺测细铜棒的长度h,在不同方位测量5次分别用游标卡尺和螺旋测微器测细铜棒的直径5次,计算它们的平均值(注意零点修正)和不确定度.写出测量结果表达式并把结果记录表格内.3.熟悉物理天平的使用的方法,记下它的最大称量分度值和仪器误差.横梁平衡,正确操作调节底座水平, 正确操作天平.称出细铜棒的质量m,并测5次,计算平均值和不确定度,写出测量结果表达式.4.用 hd m42π=ρ铜 公式算出细铜棒的平均密度 5.用不确定度的传递公式求出密度的相对不确定度和绝对不确定度,写出最后的结果表达式: ()33/10m kg ⨯±=∆±=ρρρ并记录到表格中.6.求出百分差：铜焊条密度的参考值：338.42610/Kg m ρ=⨯铜.实验内容二: 用流体静力称衡法测不规则物体的密度1．测定外形不规则铁块的密度（大于水的密度）；（1）按照物理天平的使用方法，称出物体在空气中的质量m ，标出单次测量的不确定度，写出测量结果。
固体密度的测量方法汇总
固体密度的测量方法汇总钢城实验学校 闫晓丽物理学是一门以实验为基础的学科，在初中物理的学习中，密度的测量贯穿整个力学内容，测量的方法涉及到质量、密度、浮力、压强、机械等知识，然而在教学教材中只简单的介绍了利用测质量、体积从而计算密度的间接测量方法，其实还有很多的方法。
本论文，正是要较全面的搜索、概括、归纳固体密度的各种测量方法。
（一）v m 法：1.基本法原理:ρ=m/V器材：天平、量筒、水、金属块、细绳步骤：1）、用天平称出金属块的质量m ；2）、往量筒中注入适量水，读出体积为V 1，3）、用细绳系住金属块放入量筒中，浸没，读出体积为V 2。
表达式：)(12v v m -=ρ 测固体体积方法如下：① 不溶于水 密度比水大 排水法测体积例题：（2010年重庆物理中考试题）17.五一节，教物理的晓丽老师在解放碑百货店买了一个金灿灿的实心饰品，同学们特别想知道这个饰品是否是纯金的（ρ金=19.3×103kg/m 3）。
他们选用托盘天平、量筒、细线、烧杯和水等，进行了如下的实验操作：A.把托盘天平放在水平桌面上；B.把游码放在标尺的零刻度线处，调节横梁上的平衡螺母，使横梁在水平位置平衡；C.将饰品用细线系好后慢慢地放入量筒中，并记下水和饰品的总体积D.在量筒中倒入适量的水，并记下水的体积；E.将饰品放在左盘中，在右盘中增减砝码并移动游码直至横梁在水平位置平衡。
请你帮组同学们回答下面五个问题：（1）正确的实验操作顺序是：A、B （余下步骤请用字母序号填出）；（2）在调节平衡螺母时，发现指针偏向分度盘的左侧，如图16甲所示。
此时应将平衡螺母向端调节（选填“左或右”），直到指着指向分度盘的中央。
（3）用调好的天平称量饰品的质量，当天平再次平衡时，右盘中砝码的质量和游码的位置如图16乙所示，则饰品的质量是g；用细线拴好饰品放入装有适量水的量筒中，如图16丙所示，则饰品的体积是cm3；（4）通过计算可知饰品的密度为g/cm3，由此可以确定饰品不是纯金的；（5）适量的水”的含义是。
密度测量实验报告单
班级姓名
一、实验名称：测量不溶于水的固体的密度
二、实验目的：用间接的方法测量固体密度
三、实验原理：
四、实验器材：托盘天平、量筒、固体、细线、水
五、实验步骤：
1、用天平称出固体的质量m；
2、用量筒量出适量的水的体积V1；
3、用细线悬挂固体，把它全部浸没在量筒的水中。
测出量筒内水和固体的总体积V2；
4、固体的体积V= ；
5、根据公式求出固体的密度；
6、换另一种固体再次测量并计算出密度。
六、实验记录表格
七、实验结论：
固体A的密度是 g/cm3= kg/m3
固体B的密度是 g/cm3= kg/m3
一、实验名称：测量浓盐水的密度
二、实验目的：用间接的方法测量液体的密度
三、实验原理：
四、实验器材：托盘天平、、量筒、浓盐水
五、实验步骤：
7、用天平称出空烧杯的质量m1；
8、在烧杯中倒入适量的浓盐水，称出烧杯和浓盐水的总质量m2
9、将烧杯中的浓盐水倒入量筒中，测出浓盐水的体积V ；
10、浓盐水的质量m= ；
11、根据公式求出浓盐水的密度；
六、实验记录表格
七、实验结论：
浓盐水的密度是 g/cm3= kg/m3。
测固体与液体密度的方法22
测密度的方法测量密度的方法颇多,在此略略介绍几种测量密度的方法,供大家参考。
一、利用密度计测密度测量液体的密度时，可将密度计放入待测液体中〔液体应有足够的深度〕，待密度计稳定后，可直接从密度计上读出液体的密度。
二、利用密度的定义测物质的密度由密度的定义式ρ=m/v可知，要求到物质的密度，必需先直接或间接测出物体的质量和体积，再根据ρ=m/v计算出物质的密度。
其测量的方法有：〔一〕有天平，有量筒测物质的密度例1：现有天平、量筒、细线、水和金属块，请说出测金属块密度的办法和表达式。
过程与方法：(1)、用天平称出金属块的质量m；(2)、在量筒中加适量水，记下水面所对刻度V1；(3)、用细绳系住金属块放入量筒中，记下水面上升后所对刻度V2。
表达式：ρ=m/〔V2-V1〕例2：现有天平、量筒、烧杯和盐水，如何测出盐水的密度？写出其表达式。
过程与方法：(1)、在烧杯中装入适量的盐水，用天平测出其总质量m1；(2)、将烧杯中的盐水倒部分到量筒中，再用天平测出剩下的盐水与烧杯的总质量m2；(3)、测出量筒中盐水的体积V。
表达式：ρ=(m1-m2)/V例3：现有天平，量筒、河沙、水、生石灰能否用上述器材测出生石灰的密度，写出其表达式。
过程与方法：(1)、用天平测出生石灰的质量m；(2)在量筒中装入适量河沙，将生石灰放入量筒后再向量筒中放入适量的河沙，记下这时的体积V1；(3)、取出生石灰后，记下这时的体积V2。
表达式：ρ=m/(V2-V1)说明：对于生石灰这类会与水反应的物质，不能选择“排水法〞测体积，只可用“排沙法〞，“排油法〞等方法测体积。
例4：现有石蜡块、水、针、天平、量筒，试测出石蜡的密度。
过程与方法：(1)、用天平测出石蜡块的质量m；(2)、在量筒中装入适量的水，记下这时的体积V1；(3)、用针扎石蜡块让其浸没量筒里的水中，记下这时量筒里的体积V2。
表达式：ρ=m/〔V2-V1〕说明：对于漂浮物体，虽不能直接用排水法测物体体积，但可采用针扎或下吊重物拉的方法让其浸没水中来测出其体积，从而测出其密度。
实验：用天平和量筒测定固体和液体的密度
实验：用天平和量筒测定固体和液体的密度掌握测定固体和液体物质密度的实验原理.能力目标1.培养实验能力这是一个测定性实验，通过这一实验应使学生明确实验原理，加深对物理概念、物理规律的理解，并通过实验培养学生根据给定的仪器进行实验设计的能力、进行表格设计的能力以及分析实验数据并得出结论的能力.2.培养运用所学知识解决问题的能力.根据密度的公式以及学习过的知识，如何测定物质的密度. 根据测量出的质量、体积值，运用所学知识求出物质的密度. 德育目标本节实验所需仪器设备较多，应通过本节课教学有意识地培养学生良好的学习、工作习惯(实验时，各种仪器应按合理位置摆放，实验结束后，应整理仪器并归位放好).培养学生与他人合作的意识和团队精神.实验过程中对学生进行爱护仪器、爱护学习环境的教育，保证一个优美的学习环境，对学生进行环境美的教育.教学建议教材分析这个实验是利用物理公式间接地测定一个物理量，是从实验原理、使用仪器、实验步骤的安排，记录数据、根据数据得出结果对学生全面地进行实验能力的训练的一个重要实验，对培养实验能力有重要的作用.量筒和量杯的结构比较简单，使用时主要是会认识它们的刻度.所以教材首先要求学生观察量筒和量杯的刻度，认清它们的量程和每小格代表多少立方厘米.对于如何正确使用量筒或量杯测量液体和固体的体积，教材是通过几幅图加以说明的.选择石块作为测量对象，是因为从密度表中查不出它的密度值，石块的形状一般都不规则，必须用量筒或量杯才能测出它的体积，学生测量时会更有兴趣些.教法建议学生应在教师的引导下，用实验法完成本节课的学习.教学设计示例一、教学分析与说明1.关于实验原理实验前可与学生讨论如何利用密度公式来测定物质的密度，需要测出哪些量?用什么办法和仪器来测量?启发学生思考，激发兴趣，搞清实验原理和实验方法.2.在使用量筒时应注意的问题(1)了解量筒(或量杯)的用途.量筒是实验室里用来测物体体积的仪器.(2)知道量筒的构造，学会判定量筒的最小分度和量程，认识ml表示毫升，读数时要估读到最小刻度的下一位.(3)量筒一定要放置在水平面上，然后再将液体倒入量筒中.(4)观察量筒里液面到达的刻度时，视线要跟液面相平，若液面呈凹形，观察时要以凹形的底部为准;若液面呈凸形，观察时要以凸形的顶部为准.(5)用量筒(杯)测固体体积的方法叫排液法.在练习用量筒(或量杯)测液体体积时，两次的测量应让同组的两个同学各测一次.如果分组仪器全部是量筒，应给教师准备一个量杯，让学生看到实物.观察量筒时，可就观察问题提问练习.在视线和凹面相平时，教师应做一个示范动作.滴管是学生第一次使用，也应讲清楚如何使用，尤其是要从量筒中取出液体时应怎样做，让学生思考一下，最好找学生示范一下.测出的水的体积不要倒回烧杯中，做下一个实验时用.3.关于实验的操作(1)在测固体的体积时，要让学生弄明白需要记录哪些数据.并把所测得的有关数据填入数据表中，再求出石块的体积和密度.测固体密度最好用烧锅炉的焦炭，选一些大小形状均合适的(体积最好在20~40cm3之间)，事先要蘸上腊，以防吸水.如果用石块，一定要求学生用细线栓牢，否则极易砸坏量筒.要讲清用排液法测体积的做法和这种方法的适用条件.第一，这种物质不能溶于这种液体，若溶于这种液体就要换用其他的液体或想其他的解决办法.第二，这种物质不能吸收这种液体，若吸收也需要换成其它的液体.因此排液法不是万能的.(2)测盐水的密度时，要让学生明白盐水的质量是怎样得到的，需记录哪些数据，并把测得的数据填在数据表中，最后求出盐水密度.测盐水的密度中盐水一定要饱和溶液.如果天平不够精确，系统误差较大，则应考虑换用其他溶液如硫酸铜溶液等4.整个实验过程可有三种处理方法对基础较差的班级可采用一个实验一个实验领着做的方法.这种方法的好处是实验过程容易控制，但不易于每个同学的个性发展，进度会受些影响.对于中等程度以上的班级可采取先做实验1.练习用量筒(或量杯)测液体体积，然后把以下的实验要求、步骤讲清楚，让各组再进行以下的实验.在学生实验过程中，教师要加强巡视，加强个别指导.特别要对实验能力较差的组给予更多的关注，防止这些同学的实验走过场.为此也就有了第三种方法：在实验课前可先培养几名学生骨干，让他们在实验课上当教师的小助手，重点帮助一些实验有困难的同学.5.实验进度的安排因各实验小组的实验水平不同，所以实验进度就不平衡.对实验进度快的组除了加强检查他们的操作与数据外，应给予他们更多的实验机会，为此教师可事先准备一些蜡块，让进度快的组测一下蜡块的密度.对进度慢的组，可把这一问题作为思考题，把实验过程写在实验报告上.6.实验报告关于实验报告，最好是让学生自己写.应有实验题目、实验目的、实验原理、实验器材(包括数量和规格)、实验内容及主要步骤、实验数据和结果、还应有实验日期和同组人.条件较好的学校也可统一印制实验报告纸，发给学生使用.实验记录的表格最好让学生参照教材自己设计，教师在这方面也应给予一定的指导.二、课时安排 1课时三、学具教具准备量筒(或量杯)、石块(或烧锅炉的焦炭)、细线、盐水、天平和砝码、烧杯(或玻璃杯)、清水、多媒体演示课件四、教学过程设计(一)新课引入复习密度的知识，请同学们用中文表述一下密度的公式，并说出用符号表示的公式.通过这个公式可以认识到，只要知道了某一物体的质量和它的体积，就可以计算出组成这个物体的物质的密度，也可以说只要测量出物体的质量和它的体积就可以求出它的密度.(二)新课教学以上我们分析了根据，只要我们测量出物体的质量和它的体积，就可以求出物体的密度，请同学们考虑一下用什么方法测量物体的质量和体积.用天平可以测物体的质量，用量筒可以测物体的体积.如果是一个规则物体除了用量筒可以测量它的体积外，还可以用什么办法?还可以用刻度尺来测量今天我们这个实验是要求同学们用天平和量筒测定固体和液体的密度.根据以上的分析，请同学们谈一下这个实验的原理是什么? 这个实验的原理就是密度的公式我们今天的实验是要测定金属块和盐水的密度，请同学们考虑除了被测物体、天平、砝码和量筒外，还需要什么物品. 还需要清水、细线以及装清水和盐水的烧杯.请同学们写出测金属块密度的实验步骤，并设计记录实验数据的表格.请同学说出实验步骤以及表格中需要记录和需要计算的项目，教师根据学生的回答予以肯定式补充修正，并随时将学生回答的正确结果写在黑板上，最后形成如下内容：1.测金属块的密度实验步骤(1).将天平放在水平桌面上，调节天平平衡.(2).测出金属块的质量，并把测量值填入表格中.(3).向量筒中注入一定量的清水，并把测得的水的体积值填入表格中.(4).将石块用细线拴好，没入水中，测出石块和水的总体积，并把测量值填入表格中.(5).计算出石块的体积，填入表格.(6).计算出金属块密度，填入表格.表格设计石块的质量m(g)石块放入前水的体积石块和水的总体积石块的体积石块的密度请同学们写出测定盐水密度的实验步骤，并设计记录实验数据的表格.学生基本写完后，请同学说出实验步骤以及表格设计的内容，教师随时把正确内容写在黑板上，并进行必要的补充、修正。
八年级上册物理【教案】6.3 测量液体和固体的密度
第3节测量液体和固体的密度教材分析一、课标分析会测量液体和固体的密度。
二、内容和地位分析本节课的内容是物理人教版八年级上册第六章第三节《测量液体和固体的密度》。
这是一节测量型实验课,是对天平、量筒、密度等知识的综合运用,通过这节课的探究活动,让学生进一步熟悉和掌握天平和量筒的正确使用,并能够通过实验让学生对密度公式有进一步的理解,使学生有目的、有计划、有步骤地完成实验。
学情分析教材要求学生自己设计实验步骤、实验数据记录表格等,并要求学生对实验数据进行处理,培养学生的科学探究能力,对学生能力的要求比较高。
虽然学生已经有了探究的经历,有一定的实际操作经验,但是考虑到学生的动手操作机会少,因此学生在本节内容的学习中可能存在三个方面的困难:不能很好地设计实验步骤和实验数据记录表格;在实验操作中,可能会出现对天平、量筒的读数错误;根据实验数据计算密度时存在一定的困难,尤其是在密度的单位上。
教学目标会用量筒测量液体的体积;会用天平和量筒测量液体和固体的密度。
核心素养通过实验探究,经历探究过程,并学会利用物理公式间接测量物理量的科学方法,从而提高学生的探究能力。
重点难点重点:测量固体和液体的密度。
难点:测量固体和液体的密度。
教学过程续表续表积V 。
(5)根据密度公式计算盐水的密度。
教师:请大家根据讨论得出的实验步骤设计出实验数据记录表。
实验数据记录表:答调量会残留一些盐水或者说盐水没有倒完。
交流、设计表格个别续表教学环节教学内容学生活动教学意图教师总结。
2.实验仪器:天平、量筒、水等。
3.实验步骤(1)调节天平,并测量出小石块的质量m。
(2)在量筒中倒入适量的水,读出示数V1。
(3)将小石块放入水中,读出示数V2。
(4)小石块的体积为V=V2-V1。
(5)小石块的密度为ρ=mV =mV2-V1。
4.实验数据记录表教师:下面大家就根据上面的实验步骤,来测量一下桌子上小石块的密度。
教师在教室中巡视,并及时指正学生实验过程中的问题。
初中物理测量物质的密度实验报告
测量物质的密度实验教学实验名称 实验一 测量物质的密度一、实验目的：1、 掌握用流体静力称衡法测密度的原理。
2、 了解比重瓶法测密度的特点。
3、 掌握比重瓶的用法。
4、 掌握物理天平的使用方法。
二、实验原理： 物体的密度V m =ρ，m 为物体质量，V 为物体体积。
通常情况下，测量物体密度有以下三种方法：1、对于形状规则物体 根据Vm =ρ，m 可通过物理天平直接测量出来，V 可用长度测量仪器测量相关长度，然后计算出体积。
再将m 、V 带入密度公式,求得密度。
2、对于形状不规则的物体用流体静力称衡法测定密度。
① 测固体（铜环）密度根据阿基米德原理，浸在液体中的物体要受到液体向上的浮力，浮力大小为排液浮gV F ρ=。
如果将固体（铜环）分别放在空气中和浸没在水中称衡，得到的质量分别为1m 、2m ，则水铜水铜铜水浮ρρρρρρ21121112121m m m m m m gV g m g m g m gV g m g m F -=⇒-=⇒⎭⎬⎫=-=⇒-=② 测液体（盐水）的密度将物体（铜环）分别放在空气、水和待测液体（盐水）中，测出其质量分别为1m 、2m 和x m ，同理可得水盐盐铜水铜ρρρρρρ21111211m m m m m m m m m m x x --=⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫-=-=③ 测石蜡的密度石蜡密度 水石ρρ1''2m m m V m -== m ---------石蜡在空气中的质量'1m --------石蜡和铜环都放在水中时称得的二者质量'2m --------石蜡在空气中,铜环放在水中时称得二者质量3、用比重瓶法测定液体和不溶于液体的固体小颗粒的密度①测液体的密度 水ρρ010m m m m x x --=。
0m --------空比重瓶的质量x m ---------盛满待测液体时比重瓶的质量1m ---------盛满与待测液体同温度的纯水的比重瓶的质量② .固体颗粒的密度为水ρρ21m m m m -+=。
密度的测量方法与密度实验
密度的测量方法与密度实验一、密度较大的不溶于水的固体密度的测量，比如石块1、用天平和量筒测物体密度，有天平，有量筒（常规方法） 器材：石块、天平和砝码、量筒、足够多的水和细线 （1） 先用调好的天平测量出石块的质量0m （2） 在量筒中装入适量的水，读取示数1V（3） 用细线系住石块，将其浸没在水中，读取示数2V 推导及表达式： V 石=V 2－V 1，1200v v m v m -==石ρ思考：可否将石块的测量步骤1放在步骤3之后，对测量值有何影响？2、用无砝码的天平和量筒测石块密度器材：石块、天平和砝码、两个相同的烧杯、量筒、滴管、足够多的水和细线（1）将两只同样的烧杯分别放在调节好的天平的左右盘上。
（2）在左盘的烧杯中放入石块，在右盘的烧杯中注入水，并用滴管细致地增减水的质量，直到天平横梁重新平衡，则左盘中物体的石块和右盘中水的质量相等，即m 水=m 石。
（3）将右盘烧杯中的水倒入量筒，测得这些水的体积为V 水， 则水的质量为m 水=ρ水V 水，所以石块的质量为m 球=m 水=ρ水V 水。
（4） 在量筒中倒入适量的水，测得其体积为V 1（5） 把左盘烧杯中的石块轻轻放入量筒中，并全部浸没在水面以下。
测得水体积为V 2。
推导及表达式： 12V V V -=水水ρρ3、有天平，无量筒（三次称重法）仪器：石块、烧杯、天平和砝码、足够多的水、足够长的细线 （1） 用调好的天平测出待测石块的质量0m（2） 将烧杯中盛满水，用天平测得烧杯和水的质量1m （3） 用细线系住石块，使其浸没在烧杯中，待液体溢出后，用天平测得此时烧杯总质量2mm 0V1V2m 0m 1m2推导及表达式：2100210,m m m m m m m m -+=-+=水石水ρρ4. 有量筒，无天平，仅用量杯测石块密度方法一、曹冲称象法器材：水槽、烧杯、量筒、足够多的水和细线、石块、笔或橡皮筋（1） 将石块放入烧杯内，然后烧杯放入盛有水的水槽内，用笔在烧杯上标出水面位置 （2） 取出烧杯内的石块，往里缓慢倒入水，直到水面达到标记的高度 （3） 将烧杯内水倒入量筒内，读取示数为V 1（4） 在量筒内装有适量的水，示数为V 2，用细线系住石块，然后通过细线将固体放入液体内，测得此时示数为V 3推导及表达式：231,231,V V V V V V V m -=-==水石石水石ρρρ方法二、浮力法器材：量筒、待测石块、足够的水和细线、木块或塑料盒 （1） 将一木块放入盛有水的量筒内，测得体积为V 1 （2） 将待测石块放在木块上，测得量筒示数为V 2（3） 然后通过细线将石块也放入量筒内，此时量筒示数为V 3 推导及表达式：()()1312,1312,V V V V V V V V V m --=-=-=水石石水石ρρρ二、密度较小的不溶于水的固体密度的测量，如：木块1、用天平和量筒测木块密度，有天平，有量筒（常规方法）方案一（针压法）器材：木块、天平和砝码、量筒、针、足够多的水和细线 （1）先用调好的天平测量出木块的质量0m （2）在量筒中装入适量的水，读取示数1V（3）用针压住木块，将其浸没在水中，读取示数2VV 2V 3V1推导及表达式： V 石=V 2－V 1，1200V V m V m -==石ρ方案二（沉石法）器材：待测木块、石块、天平和砝码、量筒、针、足够多的水和细线（1）先用调好的天平测量出木块的质量0m（2）用细线将石块系在木块下，将其浸没在水中，读取示数1V （3）取出木块，将石块放回水中，读取示数2V 推导及表达式： V 石=V 1－V 2，2100V V m V m -==石ρ其他的实验工具不全，其方法与一的情况类似，举例：2、有天平，无量筒（三次称重法）仪器：石块、烧杯、天平和砝码、足够多的水、足够长的细线 （1）用调好的天平测出待测木块的质量m 1（2）测出待测石块的质量m 2（3）将烧杯中盛满水，用天平测得烧杯和水的质量m 3（4）用细线将石块系在木块的下方，使其浸没在烧杯中，待液体溢出后，用天平测得此时烧杯总质量m 4推导及表达式：432114321,m m m m m m m m m m -++=-++=水石水ρρ三、溶于水的固体密度的测量溶于水的固体密度的测量方法常用的是饱和溶液法、埋砂法、整型法整型法：如果被测物体容易整型，如土豆、橡皮泥，可把它们整型成正方体、长方体等，m 1m 2m 3m 4然后用刻度尺测得有关长度，易得物体体积。
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实验四 固体和液体的密度测定
实验目的
1．熟练掌握物理天平的调整和使用方法。
2．掌握测定固体和液体密度的两种方法。
实验仪器
天平，待测物体，线绳，烧杯，水，比重瓶。
实验原理
若一个物体的质量为m ，体积为V ，则其密度为
V
m =ρ （2－4－1） 可见，通过测定m 和V 可求出ρ，m 可用物理天平称量，而物体体
积则可根据实际情况，采用不同的测量方法。
对于形状不规则的物体，或小粒状固体，液体可用下述两种方法测量其体积，从而计算出它的密度。
1． 用液体静力“称量法”测量固体的密度 （1）能沉于水中的固体密度的测定
所谓液体静力“称量法”，即先用天平称被测物体在空气中质量m 1，然后将物体浸入水中，称出其在水中的质量m 2，如图2－4－1所示，则物体在水中受到的浮力为 F ＝ (m 1－m 2)g （2－4－2）
根据阿基米德原理，浸没在液体中的物体所受浮力的大小等于物体所排开液体的重量。
因此，可以推出
F ＝ρ0Vg （2－4－3）
其中ρ0为液体的密度（本实验中采用的液体为水）；V 是排开液体的体积亦即物体的体积。
联立（2－4－2）和（2－4－3）式可以得
21ρm m V −= （2－4－4） 由此得 02
11ρρ⋅−=m m m （2－4－5） （2）浮于液体中固体的密度测定
待测物体的密度比液体小时，可采用加“助沉物”的办法，如图2－4－2所示，“助沉物”在液体中而待测物在空气中，称量时砝码质量为m 1。
待测物体和“助沉物”都浸入液体中称量时如图2－4－3所示，砝码质量为m 2，因此物体所受浮力为(m 1－m 2)g 。
若物体在空气中称量时的砝码质量为m ，物体密度为
021ρρ⋅−=m m m （2－4－6）
2． 比重瓶法
（1）液体密度的测量
对液体密度的测定可用流体静力“称量法”，也可用“比重瓶法”。
在一定温度的条件下，比重瓶的容积是一定的。
如将液体注入比重瓶中，将毛玻璃塞由上而下自由塞上，多余的液体将从毛玻璃塞的中心毛细管中溢出，瓶中液体的体积将保持一定。
比重瓶的体积可通过注入蒸馏水，由天平称其质量算出，称量得空比重瓶的质量为m 1,充满蒸馏水时的质量为m 2，则m 2＝m 1＋ρV ，因此，可以推出
V ＝(m 2－m 1)／ρ （2－4－7）
如果再将待测密度为ρ’的液体（如酒精）注入比重瓶，再称量得出被测液体和比重瓶的质量为m 3，则ρ’＝(m 3－m 1)/V 。
将公式（7）代入此公式得
1
213m m m m −−=′ρρ （2－4－8） （2）粒状固体密度的测定
对于不规则的颗粒状固体，不可能用流体静力“称衡法”来逐一称其质量。
因此，可采用“比重瓶法”。
实验时，比重瓶内盛满蒸馏水，用天平称出瓶和水的质量m 1，称出粒状固体的质量为m 2，称出在装满水的瓶内投入粒状固体后的总质量为m 3，则被测粒状固体将排出比重瓶内水的质量是m ＝m 1＋m 2－m 3，而排出水的体积就是质量为m 2的粒状固体的体积，所以待测粒状固体的密度为
03
212ρρ⋅−+=m m m m （2－4－9） 当然，所测粒状固体不能溶于水，其大小应保证能投入比重瓶内。
实验内容
1．调试物理天平：调节水平；调节零点；练习使用方法。
2．用流体静力“称量法”测物体的密度。
（1）测金属块的密度
1）用细线拴住金属块，置于天平的左面挂钩上测出其在空气中的质量m 1；
2）将金属块浸没在水中，称其质量m 2；
3）记录实验室内水的温度。
（2）测塑料块的密度
1）测量塑料块在空气中的质量m ；
2）用细线在塑料块的下面悬挂一个“助沉物”，测量塑料块在空气中而“助沉物”在液体中的质量m 1；
3）将塑料块和“助沉物”一起浸入水中，测量质量m 2。
3．采用比重瓶测定物体的密度
（1）测定物体的密度
1）采用天平称量比重瓶没有装入东西时的质量m 1；
2）采用吸管将蒸馏水充满比重瓶，称其质量m 2；
3）倒出比重瓶中的蒸馏水、烘干，然后再将被测液体注入比重瓶，称量比重瓶和
液体的质量m 3。
（2）测定粒状固体物质的密度
1）将纯水注满比重瓶后盖上塞子，擦去溢出的水，再用天平称出瓶和水的总质量m 1；
2）采用天平称量固体颗粒铅的质量m 2；
3）将颗粒铅投入比重瓶内，擦去溢出的水，称出瓶、水和颗粒铅的总质量m 3。
数据处理
1．用流体静力“称量法”测物体密度
（1）自拟表格记录测量金属块的有关数据。
并计算其密度和误差，将结果用标准式表示。
（2）自拟表格记录测量塑料块的有关数据。
并计算其密度和误差，将结果用标准式表示。
2．采用比重瓶测量酒精和颗粒铅的密度
自拟表格记录测量酒精和颗粒铅的有关数据，并计算其密度和误差，将结果用标准式表示。
思考题
1．使用物理天平应注意哪几点？怎样消除天平两臂不等而造成的系统误差？
2．分析造成本实验误差的主要原因有哪些？
附录 物理天平
1．使用介绍
物理天平的构造如图2－4－4所示，在横梁上装有三角刀口A 、F 1、F 2，中间刀口A 置于支柱顶端的玛瑙刀口垫上，作为横梁的支点。
两边刀口各有秤盘P 1、P 2，横梁上升或下降，当横梁下降时，制动架就会把它托住，以免刀口磨损。
横梁两端各有一平衡螺母B 1、B 2，用于空载调节平衡。
横梁上装有游动
砝码D ，用于1g 以下的称量。
物理天平的规格由最大称量值和感量（或灵敏
度）来表示。
最大称量值是天平允许称量的最大质
量。
感量就是天平的指针从标牌上零点平衡位置转
过一格，天平两盘上的质量差，灵敏度是感量的倒
数，感量越小灵敏度就越高。
物理天平的操作步骤：
（1）水平调节：使用天平时，首先调节天平底
座下两个螺钉L 1、L 2，使水准仪中的气泡位于圆圈
线的中央位置；
（2）零点调节：天平空载时，将游动砝码拨到左端点，与0 刻度线对齐。
两端秤盘悬挂在刀口上顺时针方向旋转制动旋钮Q ，启动天平，观察天平是否平衡。
当指针在刻度尺S 上来回摆动，左右摆幅近似相等，便可认为天平达到了平衡。
如果不平衡，反时针方向旋转制动旋钮Q ，使天平制动，调节横梁两
端的平衡螺母B1、B2，再用前面的方法判断天平是否处于平衡状态，直至达到空载平衡为止；
（3）称量：把待测物体放在左盘中，右砝码盘中放置砝码，轻轻右旋制动旋钮使天平启动，观察天平向哪边倾斜，立即反向旋转制动旋钮，使天平制动，酌情增减砝码，再启动，观察天平倾斜情况。
如此反复调整，直到天平能够左右对称摆动。
然后调节游动砝码，使天平达到平衡，此时游动砝码的质量就是待测物体的质量。
称量时选择砝码应由大到小，逐个试用，直到最后利用游动砝码使天平平衡。
2．维护方法
（1）天平的负载量不得超过其最大称量值，以免损坏刀口或横梁；
（2）为了避免刀口受冲击而损坏，在取放物体、取放砝码、调节平衡螺母以及不使用天平时，都必须使天平制动。
只有在判断天平是否平衡时才将天平启动。
天平启动或制动时，旋转制动旋钮动作要轻；
（3）砝码不能用手直接取拿，只能用镊子间接挟取。
从秤盘上取下后应立即放入砝码盒中；
（4）天平的各部分以及砝码都要防锈、防腐蚀，高温物体以及有腐蚀性的化学药品不得直接放在盘内称量；
（5）称量完毕将制动旋钮左旋转，放下横梁，保护刀口。