大学物理实验教案-密度
大学物理实验-长度与密度测量
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实验仪器
天平
1.调水平 2.调零点 3.称衡
图 3 物理天平 1-调节螺母 2-称盘 3-托架 4- 支 架 5-挂钩 6-游码 7-游码标尺 8-刀口、 刀垫 9-平衡螺母 10- 感 量 调 节 器 11-读数指针 12-支柱 13-底座 14-水准 仪 15-起动旋钮 16-指针标尺
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三、实验原理
34
思考题
1. 何谓仪器分度值?米尺、20分度游标卡尺和螺旋测微 器的分度值各为多少?
2. 有一角游标，主尺29度(29分格)对应于游标30个分格
，问这个角游标的分度值是多少?有效数字最后1位应 读到哪一位? 3. 读数时估计的数位越多，测量值会越准确吗？
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修正值
2 . 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 m m实际结果 x 5 . 2 7 2 0 . 0 2 0 5 . 2 5 2 m m
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螺旋测微器使用注意事项： (1) 测量前应先检查零点读数；
(2)测量面A、B和被测物体之间的接触压力应当微 小且恒定。
(3)测量完毕，应使测量面A、B间留出适当间隙， 以避免因热胀冷缩而损坏螺纹。
大学物理实验 —长度测量
海南大学 材料与化工学院 材料系
1
一、实验目的
1. 掌握游标卡尺和螺旋测微器的测量原理。
2. 正确使用游标卡尺和螺旋测微器。
3. 熟练掌握天平的操作方法
4. 掌握液体静力衡量法测量固体的密度
5. 学习用列表法处理实验数据。
2
二、实验仪器
游标卡尺（0.02mm） 螺旋测微器(0.01mm) 物理天平（0.5g） 土字形工件 小钢球
3
1. 游标卡尺的结构：
大学物理实验报告-测量固体密度-大学固体密度测量报告
大学物理实验报告-测量固体密度-大学固体密度测量报告
大学固体密度测量报告
本实验采用水比重瓶测量固体物质的密度。
实验工作结果如下所示：
（1）准备实验设备：
除准备实验设备之外，还准备了一瓶精制的清水，一根长度为10cm的金属杆子，一块重量为50克的铜片，一把计秤和一把测头。
（2）实验步骤：
1、首先，将空水比重瓶放入实验桌上，并记录空瓶重量；
2、再将铜片放入水比重瓶中，并记录其重量；
3、再将金属杆子放入水比重瓶中，并记录其重量；
4、接着，加入精制水至瓶口，直至将测头的水位抬至瓶口；
5、最后将测头水位放在瓶口位置，读取所测得的水比重率，表格中记录该值。
实验结果如下：
物体重量（g）密度（g/cm3）
空瓶 214.3 -
铜片 264.3 8.183
金属杆子 252.7 7.509
实验结果表明，通过水比重瓶测量，金属杆子和铜片的密度分别为7.509g/cm3 和8.183g/cm3，相差不大。
可以看出，采用水比重瓶测量固体物质的密度是一种可靠的测量方法。
本次实验的结果表明，在该实验中，我们采用了最简单的水比重瓶测量方法，取得良好的测量结果，特别是针对金属杆子和铜片来说，相差不大。
因此，可以得出结论，通过水比重瓶测量固体物质的密度是一种可靠的测量方法。
综上所述，本实验以水比重瓶来测量固体物质的密度，结果准确可靠，证实了水比重瓶测量固体物质密度的可行性。
在后期的实验工作中，将对不同种类的固体物质采用不同的实验方法来测量相关物性，给出更详细的结论。
《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-密度的测量
实验密度的测量-【实验目的】1、 学习用流体静力称衡法测量固体和液体的密度。
2、 掌握物理天平的正确使用方法。
-【实验仪器】物理天平、游标卡尺、水杯及待测样品（铜圆柱体，盐水）-【实验原理】1、固体的密度的测量：（一）规则物体的密度测量：设物体质量为m 体积为V 则该物体的密度为形尺寸，然后应用几何公式计算出来。
即:（二）不规则物体的密度测量:（1） 1的固体根据阿基米德原理，物体浸在液体中所减少的重量（R-P 2）,即受到的浮力:等于它所排开同体积液体的重量。
故有1 2Vd h (2)4其中d 是圆柱体直径：h 是圆柱体高度。
于是4m2二 dh对形状规则的圆柱体,m P =—V质量m 可由物理天平称出,（1）体积V 可以直接测量物体的外(3)P 1 一 P 2 二 ^Vg(4)如果用天平分别称出物体在空气中的质量m （R =m’g ）及物体浸没在水中的表现质量m （P2 =m2g ）,则仲！ - m? ）g就等于物体与同体积的水的重量, m’ -m2即为这部分水的质量。
物体所排开的水的体积（即物体的体积）为则固体的密度:m .二「 — (6)m . -m 2这就是流体静力称衡法的基本原理。
(2) : < 1的固体设待测物(；-< 1)在空气中的质量为m 2，辅助物(；-> 1)在空气中的质量和 浸没于水中的表观质量分别为 m 0和m .，将两个物体连在一起后完全浸没于水中 的表观质量为m 3，则辅助物和待测物一起完全浸没于水中时受到的浮力为IF = (m 2 + m ° -m 3)g而待测物浸没于水中时受到的浮力则为F -「水Vg = (m 2 m ° - m 3)g -(m ° - mjg即待测物体积：V = (m 2 m . -m 3)/「水由定义式亍=m ? /V 可得待测物密度m 2m 2m . _ m 32、液体的密度测量:此法要借助于不溶于水并且和被测液体不发生化学反应的物体(一般用玻璃块)。
大学物理测量密度实验报告
大学物理测量密度实验报告实验目的本实验旨在通过测量不同物体的质量和体积，计算出它们的密度，并通过实验结果，加深对密度概念的理解。
实验装置本次实验所需装置和器材如下： - 天平：用于测量物体的质量，保证测量结果的准确性。
- 尺子：用于测量物体的线度，从而计算出物体的体积。
- 物体样品：选取不同形状和材料的物体样品，如金属块、塑料球等。
实验步骤1. 测量质量首先，使用天平测量每个物体样品的质量。
确保天平平稳，并将天平所示的质量值记录下来。
2. 测量体积接下来，使用尺子测量每个物体样品的线度。
根据物体的形状，采用不同的测量方法。
例如，对于规则形状的物体，可以直接测量其边长或直径；而对于不规则形状的物体，可以采用水位法或容量法等方法测量其体积。
3. 计算密度通过测量质量和体积，可以计算出每个物体样品的密度。
密度的计算公式为：密度 = 质量 / 体积将质量和体积代入该公式，即可计算出物体的密度值。
4. 数据分析根据实验测量结果，对比不同物体样品的密度数值，观察是否存在规律或规律性差异。
考虑物体的材料和形状对密度的影响，进行数据分析和讨论。
5. 实验误差分析在实验过程中，可能会存在一些误差，如质量和体积的测量误差、天平的不准确性等。
对于实验结果的不确定度，进行误差分析，讨论实验结果的可靠性和准确性。
结论通过本次实验，我们成功测量了不同物体样品的质量和体积，并计算出它们的密度。
通过对实验结果的观察和数据分析，我们进一步认识到物体的密度与其材料和形状之间的关系。
实验结果的误差分析表明，我们的实验具有一定的准确性和可靠性。
参考文献[1] 李明. 大学物理实验指导[M]. 高等教育出版社, 2018. [2] 王刚, 张丽. 物理实验技术与方法[M]. 高等教育出版社, 2009.。
03 大学物理实验 固体密度的测量
是否超过半刻 度？不太清楚。
固定刻度： 0
5 0 0 45
可动刻度49.6， 说明没有超过半
刻度线
读数L= 固定刻度 + 半刻度 + 可动刻度
L= 0 + 0 + 0.496 = 0.496 mm
使用螺旋测微器注意事项
①测量时，在测微螺杆靠近被测物体时应停止使 用旋钮，而改用微调旋钮，以保护螺旋测微器。 ②在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的 刻线是否已经露出。 ③读数时，千分位有一位估读数字，不能随便扔 掉，即使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一 刻度线对齐，千分位上也应读取为“0”。 ④测量前应当先读“零点读数”，测量结果使用 “零点读数”修正（减去零点读数）。 ⑤使用完毕，测微螺杆和测砧间留少许缝隙。
2.称衡 被测物放左盘，砝码放右盘。在称衡时注意： (1)加减砝码都要先把天平止动，不准天平在起 动状态操作。 (2)加砝码按从大到小的顺序；当加减最小砝码 不能使天平平衡时，就移动游码(仍须止动天平 来调)。
3.记录结果 称衡完毕先止动天平，再记录测量结果，注意游 码读数以左边缘位置为准，若位于两刻线之间则 应估读。
测砧
可动刻度 固定刻度
测量螺杆
微调旋钮
锁紧 螺母
旋钮
最小分度 量程
尺架
原理：精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮每旋转 一周， 测微螺杆前进或后退0.5mm。可动刻度上 的刻度为50等份小格，每一小格表示0.01mm。
读数时，先从主尺上读出大 于半毫米的大数部分，再从 螺旋尺上读出小于半毫米的 部分，二者之和就是被测物 体的总长度。
实际测量时，分度线不一定正好与读数基线对齐， 因此还必须往下估读。可见，用螺旋测微计测量物 体的长度时,以“mm”为单位，小数点后必有三位。
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 长度和固体密度测量
Sx
Sx2
2 B
n
2
xi x
i 1
n(n 1)
B 仪
直接测量不确定度
m , D, H
间接测量的合成不确定度计算公式得出圆柱体密度的不确定：
ln ln 4 ln m ln H 2 ln D
E
(
ln
m
m
)2
( ln
长度和固体密度测量
一、实验目的 1.掌握游标卡尺、螺旋测微计（千分尺）、物理天平的使用方法。 2.运用误差理论处理实验数据，正确表示实验结果。
二、实验原理 （间接测量圆柱体密度， 并导出各直接测量和间接测量的不
确定度，最后正确表示物体密度的实验结果。）
m V
4m D2H
直接测量
m, D, H
D
D
)2
( ln
H
H )2
(
1 m
m
)2
(2 D来自D)2
(
1 H
H
)2
E
(
4 D2
H
m
)2
(
8m D3H
D
)2
(
4m D2H
H
)2
三、实验仪器及使用注意事项 游标卡尺（Δ仪=？）、千分尺（Δ仪=？）、物理天平（Δ仪=？）、 待测物体 注意事项: 1、（回答有关千分尺零点读数处理问题） 2、 （回答有关物理天平水平调节、刀口保护、启动和制动问题）
E
四、实验步骤： 1.用千分尺测圆柱体直径D，用游标卡尺测圆柱体高H，各测5次。 并记录下列数据表格4.1中。 2.用物理天平测圆柱体质量m，测1次。并记录下列数据表格4.4中。
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2.物理天平的使用；
3.不规则物体密度的测量。
难点：1.使用千分尺测直径，游标卡尺测高度，零点读数与测量读数；
2.物理天平水平调节，零点调节及操作注意事项。
实验内容 提要
1.规则固体密度的测定
⑴细心调好天平的水平和零点。
⑵用天平称量铜圆柱体的质量M测。
(1)、调水平10分；
大学物理实验教案-密度
（2）、调平衡10分；
（3）、保护刀口10分；
（4）、测质量10分；
（5）、游标卡尺、千分尺10分;
（6）、整理仪器10分
二、实验报告评分标准 密度实验报告总分100分，分成两大块：
1.数据处理部分占85分
数据处理全对或错一个地方不扣分；（得85分）
数据处理错两个地方扣
为°的液体中，其视重为m2g。根据阿基米德原理： 物体在液体中所受的浮 力等于它所排开同体积液体的重量。设物体的密度为
m1m1
0
Vmm2
2.物理天平的使用方法
1先弄清天平的分度值和称量，决定该天平是否适用。
2水平调节；旋转底脚螺丝，使水准器水泡在中间。
3零点调节：将游码D拨到刻度“0处，再把称盘吊钩分别挂在横梁两
1.规则物体密度测量时，千分尺读数精确到0.001mm，需要估读；
2.游标卡尺读数精确到0.02mm的整数倍，不能估读；
3.物理天平游码读数精确到0.01g，需要估读；
4.不规则物体密度测量时，应将待测玻璃块完全浸入水中，不能碰触烧杯 壁、烧杯底，也不能有部分暴露在空气中；
5.数据处理时，先计算相对不确疋度，再计算总不确疋度比较方便。
思考题
1•天平的使用规则中，哪些规定是为了保护刀口的？
2.如何用流体静力称衡法测量某种液体的密度？
3.你还能举出一些测密度的方法吗？
参考资料
《大学物理实验》一一马靖马宋设施洋主编
《大学物理实验指导》一一丁道滢陈之前主编 《物理实验教程》一一丁慎训 张连芳主编
《大学物理实验》霍剑青吴泳华等主编
评分标准
形规则且不复杂的固体，可以利用测量长度的工具（游标卡尺、千分尺等）进
行间接测量而求得。而对于一般的固体或液体，则必须用其它方法求出其体 积。最简易的方法是应用量筒测量液体体积。本实验介绍一种常用的方法 一一
流体静力称衡法。
1•流体静力称衡法测密度
假设体积为V的物体，在空气中重量为，将该物体完全浸没在密度
⑶ 用游标卡尺测圆柱体的长度6次，用千分尺测圆柱体的直径6次。
2.不规则固体密度的测定
⑴ 将待测玻璃块用细线挂在天平左盘的吊钩上称出其质量Mi。
⑵ 在玻璃杯中倒大半杯水放在托盘上，再将待测玻璃块完全浸入水中，称
出它在水中的视质量M2。
⑶ 用温度计测出水的温度，并由附表查出该温度下水的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ度0。
测量与数据 处理要求
5分；
（得80分）
数据处理错三个地方扣
10分;
（得75分）
数据处理错四个地方扣
15分;
（得70分）
数据处理错五个地方扣
20分;
（得65分）
数据处理错六个地方或更多扣
25分一35分，视具体情况来定。（得60
分一50分）
2.误差分析部分占15分
端的刀口上。启动天平，观祭指针摆动情况，如果指针在标尺中央作左右等 幅摆动，则天平已平衡。否则，应旋止动旋钮Q将横梁放下，再调节平衡螺
母Bl、B2,然后再启动检查，反复数次直到平衡。
4称衡。
称衡时应注意：
A.将待称之物体放在左称盘中央，砝码放在右称盘中央。 从称盘上
取下砝码应立即放回盒中原位置。砝码不得直接用手拿取， 一般用镊子夹取。
一、预习及操作评分标准：
1.预习部份：40分
(1)、实验仪器10分，其中天平、游标卡尺、千分尺的规格5分，其他5
分；
(2)、实验原理20分，其中
M/V5分
m1
1—05分
m1m2
密度用天平测，规则固体体积用长度测量工具测5分，不规则固体体积用流
体静力称衡法测5分；
(3)、其他10分。
2.操作部分：60分
B.为了保护刀口，必须记住：在取放物体，取放砝码，调整平衡螺 母,拨动游码以及不使用天平时，都必须将天平止动，只准许在观察天平是否 平衡时才将天平启动。天平启、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。
5实验完毕，将两边吊钩摘离刀口，天平放回原处。
大学物理实验教案-密度
教学重点与 难点
大学物理实验教案-密度
大学物理实验教案
实验项目
物体密度的测定
教学目的
1.熟悉并掌握物理天平的使用方法。
2.掌握流体静力称衡法测物体密度的原理和方法。
实验原理
设物体的质量为M，体积为V，密度为，则根据密度定义：
M
V
我们只要能测出物体的质量M和确定其体积V，就可求得物体的密度
。物体的质量M通常用天平测定，体积V可用不冋的方法求出。对于外