大学物理实验 物体密度的测量
大学物理实验报告密度的测量
大学物理实验报告密度的测量大学物理实验报告：密度的测量一、实验目的密度是物质的基本特性之一，通过本实验，我们旨在掌握测量物体密度的方法，加深对密度概念的理解，并提高实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理密度的定义为物体的质量与体积之比，即：＼＼rho ＝＼frac{m}｛V}＼其中，＼（＼rho\）表示密度，＼（m\）表示物体的质量，＼（V\）表示物体的体积。
对于形状规则的物体，如长方体、圆柱体等，可以通过测量其尺寸计算出体积。
而对于形状不规则的物体，则通常采用排水法来测量其体积。
排水法的原理是：将物体浸没在水中，物体排开的水的体积等于物体的体积。
通过测量排开的水的体积，就可以得到物体的体积。
三、实验器材1、电子天平：用于测量物体的质量，精度为 001g。
2、量筒：用于测量液体的体积，量程为 100ml，分度值为 1ml。
3、细线：用于悬挂物体。
4、待测物体：包括规则形状的金属块和不规则形状的小石块。
5、水。
四、实验步骤1、测量规则金属块的密度用电子天平测量金属块的质量\（m_1\），记录测量结果。
用直尺测量金属块的长、宽、高，分别记为\（a\）、＼（b\）、＼（c\），计算金属块的体积\（V_1 ＝ a×b×c\）。
根据密度公式\（＼rho_1 ＝＼frac{m_1}｛V_1}＼）计算金属块的密度。
2、测量不规则小石块的密度用电子天平测量小石块的质量\（m_2\），记录测量结果。
在量筒中倒入适量的水，记录此时量筒中水的体积\（V_2\）。
用细线将小石块系好，缓慢浸没在量筒的水中，记录此时量筒中水和小石块的总体积\（V_3\）。
小石块的体积\（V_4 ＝ V_3 V_2\）。
根据密度公式\（＼rho_2 ＝＼frac{m_2}｛V_4}＼）计算小石块的密度。
五、实验数据记录与处理1、规则金属块的测量数据质量＼（m_1\）＝＿_____ g长＼（a\）＝＿_____ cm宽＼（b\）＝＿_____ cm高＼（c\）＝＿_____ cm体积＼（V_1\）＝＼（a×b×c\）＝＿_____ ＼（cm^3\）密度＼（＼rho_1\）＝＼（＼frac{m_1}｛V_1}＼）＝＿_____ ＼（g/cm^3\）2、不规则小石块的测量数据质量＼（m_2\）＝＿_____ g量筒中水的初始体积＼（V_2\）＝＿_____ ＼（ml\）量筒中水和小石块的总体积＼（V_3\）＝＿_____ ＼（ml\）小石块的体积＼（V_4\）＝＼（V_3 V_2\）＝＿_____ ＼（cm^3\）密度＼（＼rho_2\）＝＼（＼frac{m_2}｛V_4}＼）＝＿_____ ＼（g/cm^3\）六、实验误差分析1、测量质量时，电子天平的精度有限，可能导致质量测量存在误差。
大学物理实验答案完整版
大学物理实验答案HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】实验一 物体密度的测定【预习题】1．简述游标卡尺、螺旋测微器的测量原理及使用时的注意事项。
答：（1）游标卡尺的测量原理及使用时的注意事项：游标卡尺是一种利用游标提高精度的长度测量仪器，它由主尺和游标组成。
设主尺上的刻度间距为y ，游标上的刻度间距为x ，x 比y 略小一点。
一般游标上的n 个刻度间距等于主尺上(n -1)个刻度间距，即y n nx )1(-=。
由此可知，游标上的刻度间距与主尺上刻度间距相差n1,这就是游标的精度。
教材P33图1-2所示的游标卡尺精度为mm 501,即主尺上49mm 与游标上50格同长，如教材图1-3所示。
这样，游标上50格比主尺上50格（50mm ）少一格（1mm ），即游标上每格长度比主尺每格少1÷50 = 0.02(mm)， 所以该游标卡尺的精度为0.02mm 。
使用游标卡尺时应注意：①一手拿待测物体，一手持主尺，将物体轻轻卡住，才可读数。
②注意保护量爪不被磨损，决不允许被量物体在量爪中挪动。
③游标卡尺的外量爪用来测量厚度或外径，内量爪用来测量内径，深度尺用来测量槽或筒的深度，紧固螺丝用来固定读数。
（2）螺旋测微器的测量原理及使用时的注意事项：螺旋测微器又称千分尺，它是把测微螺杆的角位移转变为直线位移来测量微小长度的长度测量仪器。
螺旋测微器主要由固定套筒、测量轴、活动套筒(即微分筒)组成。
如教材P24图1-4所示，固定套管D上套有一个活动套筒C(微分筒)，两者由高精度螺纹紧密咬合，活动套筒与测量轴A相联，转动活动套筒可带动测量轴伸出与缩进，活动套筒转动一周(360)，测量轴伸出或缩进1个螺距。
因此，可根据活动套筒转动的角度求得测量轴移动的距离。
对于螺距是0.5mm螺旋测微器，活动套筒C的周界被等分为50格，故活动套筒转动1 格，测量轴相应地移动0.5/50=0.01mm,再加上估读，其测量精度可达到0.001 mm。
《物理实验》实验三固态物质密度的测量
实验二 固态物质的密度测定【实验目的】1、学会调整和使用物理天平。
2、学习并掌握测量固态物质密度的方法。
3、计算间接测量量的误差。
【实验仪器】物理天平、游标卡尺、烧杯、钢件、蜡、水、细线、温度计等 【实验原理】密度是物质的基本特征之一，它与物质的纯度有关。
因此工业上常通过测定密度来作原料成分的分析和纯度鉴定。
物质的密度是指单位体积中所含物质的量，即：mVρ=（2-1） 式中ρ是物质的密度，m 为物质的质量，V 是物质的体积。
一、 不规则物体测量1、 流体静力称衡法按照阿基米德浮力定律，浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于排开液体的重量。
如果将钢件放在空气中称得质量为m ，而前后两次称量差为物体受到水的浮力。
浮力等于两次称量值的重量之差：11F W W mg m g =-=-浮力还等于排开同体积液体的重量：0F gV ρ=由上可以得到：10mg m g gV ρ-=1m m V ρ-=（2-2）代入（2-1），可得：01m mV m m ρρ==- （2-3） 上式就是用流体静力称衡法测不规则固体物质密度ρ的公式（注：此式只适合ρ>1的情况）。
2、 测量蜡的密度ρ’由于蜡的密度ρ’小于水的密度ρ0，将它放入水中无法全部浸没，可以采用加配重的方法（如用上述实验中的钢件），将蜡块连同钢件拴好全部浸没在水中，此时称得质量为m 2，再将蜡块提升到水面以上，而钢件仍浸没在水中，此时称得质量为m 3，如图2-1所示，则前后两次称量差为蜡块受到的水的浮力，而钢件前后无变化。
1.天平挂钩2.待测物体（蜡块）3.重物（钢件）2 31图2-1 蜡块密度测量示意图由浮力等于两次称量值的重量只差：3232F W W m g m g =-=-由浮力等于排开的同体积的水的重量：0F gV ρ=可得：320m g m g gV ρ-=32m m V ρ-=（2-4）带入式（2-1），得：032m mV m m ρρ'==- （2-5） 上式为用流体静力称衡法测量蜡块的密度公式（注：此式只适合ρ<1的情况）。
大学物理实验报告密度的测量
大学物理实验报告密度的测量大学物理实验报告：密度的测量一、实验目的1、掌握用流体静力称衡法和比重瓶法测量固体和液体的密度。
2、学习物理天平、比重瓶等仪器的使用方法。
3、进一步理解密度的概念和误差分析方法。
二、实验原理1、流体静力称衡法对于形状不规则的固体，其密度可以通过测量其在空气中的质量$m_1$和在液体中的质量$m_2$，以及液体的密度$＼rho_液$来计算。
根据阿基米德原理，固体在液体中受到的浮力等于排开液体的重力，即$F_浮＝（m_1 m_2)g ＝＼rho_液 V g$，其中$V$为固体的体积。
所以固体的体积$V ＝＼frac{m_1 m_2}｛＼rho_液}＄，固体的密度$＼rho ＝＼frac{m_1}｛V} ＝＼frac{m_1 ＼rho_液}｛m_1 m_2}＄。
2、比重瓶法测量液体密度时，先称出空比重瓶的质量$m_0$，然后装满水，称出比重瓶和水的总质量$m_1$，则水的质量$m_水＝ m_1 m_0$，水的体积$V_水＝＼frac{m_水}｛＼rho_水}＄，而比重瓶的容积$V ＝ V_水$。
再将水倒出，装满待测液体，称出比重瓶和待测液体的总质量$m_2$，则待测液体的质量$m_液＝ m_2 m_0$，所以待测液体的密度$＼rho_液＝＼frac{m_液}｛V} ＝＼frac{（m_2 m_0) ＼rho_水}｛m_1 m_0}＄。
三、实验仪器物理天平、比重瓶、待测固体和液体、细线、蒸馏水等。
四、实验步骤1、流体静力称衡法测量固体密度用物理天平测量待测固体在空气中的质量$m_1$。
将盛有蒸馏水的烧杯放在天平的托盘上，用细线将待测固体悬挂在天平的挂钩上，使固体全部浸没在水中，测量此时固体和水的总质量$m_2$。
计算固体的密度，并多次测量求平均值。
2、比重瓶法测量液体密度用物理天平测量空比重瓶的质量$m_0$。
将比重瓶装满蒸馏水，盖上盖子，擦干瓶外的水，测量比重瓶和水的总质量$m_1$。
实验1物体密度的测定
第二章 力学、热学和声学实验力学、热学和声学实验是大学物理实验的基础，是接受物理实验基本训练的开端。
本章主要学习长度、质量、时间、温度等基本物理量的测量方法；学习这些物理量测量仪器的工作原理、操作规程及注意事项；学习对实验仪器装置的水平、铅直调节、零位校准等基本调整技术；学习比较法、放大法、替代法等基本测量方法。
在物理实验中，基本物理量的测量尤为重要，只有认真对待每一个实验、每一项操作，才能逐步地掌握这些基本知识和技能。
本章还要着重学习和应用列表法、作图法、逐差法等常用方法处理实验数据。
在整个实验过程中，要重视有效数字和误差估算在各实验中的具体运用，学会基本测量误差和不确定度的估算方法。
为今后在科学实验中处理实验数据，进行误差分析打好基础。
实验一 物体密度的测定物体的密度是表征物质成分或组织特性的重要物理量，其值与物质的疏密程度、纯度和温度有关， 医学上常用它来进行固体样品成分的分析和液体浓度的测定，本实验介绍几种固体和液体密度的测量原理和方法。
通过对物体密度的测量，掌握长度、质量这些基本物理量的测量方法。
【实验目的】1. 掌握游标卡尺、螺旋测微计和物理天平的使用方法；2. 学会用流体静力称衡法、比重瓶法测定固体和液体的密度；3. 学习处理测量数据的基本方法。
【实验仪器】游标卡尺（精度0.02mm 、量程15cm ）、螺旋测微计（精度0.01mm 、量程25mm ）。
物理天平（感量0.05g 、称量500g ）、比重瓶（50ml ）、温度计、玻璃烧杯和待测物体（铜圆柱体、铅合金圆柱体、细铜丝、小玻璃球、酒精等）。
【实验原理】物质的密度是指单位体积中所含物质的量，设物体的质量为m ，体积为 V ，则其密度ρ为mVρ=（1） 只要测出物体的体积和质量就可以求得密度ρ。
1．形状规则固体密度的测定如圆柱体的高为h 、直径为d ,则其体积为214V d h π=（2）将式（2）代入式（1）得其密度为 24md hρπ= (3)2. 用流体静力称衡法测定固体和液体的密度若不计空气的浮力，在空气中称得物体的质量为m 0 , 浸没在液体中称得的（视在）质量为1m , 则物体在液体中所受的浮力为01()F m m g =- (4 )根据阿基米德原理，物体在液体中所受浮力等于它所排开液体的重量，即0F Vg ρ= （5）式中0ρ是实验条件下液体的密度，V 是物体浸入液体中排开液体的体积，亦即物体的体积，g 是重力加速度。
大学物理实验物体密度的测量
03
B
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相切
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d=| B – A |
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注意防止回程误差，即每次只能向一个方向转动转鼓使叉丝和目标对准，如超过被测点，要多退回一些重新进行。
2.物理天平
最大称量值：它是天平允许称衡的最大质量。 分度值：分度值又叫感量，是指天平的指针从标尺的中间零点位置偏离一小格时，天平上两称盘的质量差或天平盘上所要增加的砝码值。
主要参数：
调节底板水平 调节横梁平衡 称量(物左砝右)
物理天平调节步骤
使用物理天平应当注意以下几点： 天平的负载量不得超过其最大称量，以免损坏刀口和压弯横梁。 为了避免刀口受冲击而损坏，必须切记：在取放物体、取放砝码、调节平衡螺母以及不使用天平时，都必须将天平止动。只是在判断天平是否平衡时才将天平启动。天平启动、止动时动作要轻，止动时最好在天平指针接近标尺中间刻度时进行。 (3) 砝码不得用手拿取，只准用镊子夹取。从秤盘上取下砝码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、防蚀。高温物体、液体及带腐蚀性的化学药品不得直接放在称盘内称衡。将天平止动。
实验仪器介绍
1.读数显微镜
目镜
物镜
鼓轮
标尺
读数显微镜是将测微螺旋和显微镜组合起来的作精确测量长度的仪器。它的测微螺距为1mm。结构如右图示。
它的测微螺距为1mm。如右图所示，和螺旋测微计活动套管对应的部分是鼓轮，它的周边等分为100个分格，每转一个分格显微镜将移动0.01mm，所以读数显微镜的测量精度也是0.01mm，它的量程一般是50mm。
流体静力称衡法
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则: F 浮= mg －m1g = （m－m1）g
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根据阿基米德原理:
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大学物理实验c思考题部分答案2
⼤学物理实验c思考题部分答案2物体密度测量1、⽤天平称得物体在空⽓中的质量为M ，若⼿提物体全部浸没在⽔中（⽔的密度 0ρ）时的质量为m ，则此时电⼦天平显⽰的数值是多少？如果⼿不提着物体，让物体沉⼊⽔中，此时电⼦天平显⽰的数值⼜是多少？(假设烧杯及⽔的质量为M 0) 10%答：若⼿提物体时：M 0+(M-m) （5分）⼿不提着物体时：M 0+M （5分）2、⽤数字显⽰仪表（如电⼦天平）测量物理量时，连续记下⼀定时间间隔的各个显⽰值。
如各个显⽰值不同是否为偶然误差？如各个显⽰值相同是否认为没有误差。
10%答：如各个显⽰值不同是为偶然误差。
（5分）如各个显⽰值相同不能认为没有误差。
（5分）扭摆法测物体转动惯量1、物体的转动惯量与哪些因素有关？ 10%答：转动惯量与物体质量、转轴的位置和质量分布(即形状、⼤⼩和密度分布)有关。
(10分)2、实验过程中要进⾏多次重复测量对每⼀次摆⾓应做如何处理？ 10%答：为了降低实验时由于摆动⾓度变化过⼤带来的系统误差，在测定各种物体的摆动周期时，摆⾓不宜过⼩、也不宜变化过⼤，整个测量过程宜使摆⾓在90０左右。
(10分)静电场描绘1、⽤电流场模拟静电场的条件是什么？ 10%答：⼏何形态完全⼀样，物理表达式⼀样，边界条件⼀样。
（10分）2、如果电源电压Ua 减⼩⼀倍，等位线和电⼒线的形状是否发⽣变化？电场强度和电位分布是否发⽣变化？为什么？ 10%答：如果电源电压Ua 减⼩⼀倍，等位线和电⼒线的形状没有发⽣变化。
（3分）电场强度和电位分布发⽣变化。
（3分）因为根据物理表达式rr r uE a ba r 1ln ?=，可以得出同⼀位置电场强度也减⼩⼀倍，等电位分布也变得更稀疏。
（4分）惠斯登电桥研究1、电桥灵敏度是否越⾼越好？哪些量关系到电桥灵敏度？答：不是。
与电桥灵敏度S 相关的物理量有：电源电压⼤⼩、桥臂电阻⼤⼩、桥臂电阻⼤⼩分配⽐例、监测仪表的灵敏度和内阻。
流体静力称衡法和比重瓶法测物体密度
大 学 物 理 实 验 报 告 纸姓 名 学 号 专业班级指导教师同组人实验日期实 验 名 称[实验目的]1. 掌握用流体静力称衡法测量物体密度的原理方法。
2. 了解比重瓶法测量物体密度的特点。
3. 掌握比重瓶的使用方法。
4.掌握物理天平的使用方法。
[实验原理]密度的定义为式中，m 为物体的质量，V 为物体的体积。
m 可由天平精确测定。
形状规则的固体可通过测量其尺寸间接获取。
然而，不规则物体的体积问题则难以通过测量尺寸和计算得出。
对于不规则固体和液体的密度，根据实验条件，可分别选择流体静力称衡法和比重瓶法测得。
1. 用流体静力称衡法测量密度1) 测量不规则固体的密度根据阿基米德原理：即物体在液体中减少的重量等于它排开同体积液体的重量。
首先称出待测在空气中的质量1m ，然后将物体没入水中，称出其在水中的质量2m ，则物体在水中所受浮力为g m m F )(21-=（3.2-1） 又gV F 0ρ=（3.2-2）则21ρm m V -=（3.2-3）得211ρρm m m -= （3.2-4）（2）液体物质的密度如将上述已测出的体积为021ρm m V -=的固体全部浸入密度为ρ'的待测液体中，称得其表观质量为3m ，由阿基米德原理可知Vgg m g m ρ'=-31 （3.2-5）213131ρρm m m m V m m --=-=' (3.2-6)2. 用比重瓶法测量密度 1. 测固体密度将比重瓶内盛满蒸馏水，用天平称出瓶和水的质量为1m ，称其粒状固体的质量为3m ，装满蒸馏水的瓶内放入粒状固体溢出水后的总质量为4m，则放入粒状固体后从比重瓶中排出水的质量为： 431m m m -+，固体的体积等于排出水的体积：431ρm m m V -+=（3.2-7）待测粒状固体的密度为：4313ρρm m m m -+=（3.2-8）2. 测液体密度比重瓶的体积可通过注入蒸馏水，由天平称其质量算出，若称得空比重瓶的重量为0m ，充满蒸馏水时的质量为1m ，则V 0=m 1−m 0ρ0（3.2-9）如果再将待测液体注入比重瓶，再称待测液和比重瓶的质量为m x ， 则002/)(V m m -='ρ则ρ′=ρ0m x −m 0m1−m 0（3.2-10）[实验仪器]物理天平，比重瓶，铜环，石蜡，细线，水杯，温度计，压强计，湿度计，烘干机。