密度实验报告总结 密度的测定的实验报告

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《固体密度的测定》示范报告

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； 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, 0.05g） 三.实验原理：

内容一：测量细铜棒的密度

根据

m4m

2

V （1-1） 可得 dh （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

如果不计空气的浮力，物体在空气中的重量W = mg与它浸没在液体中的视重W1 = m1g之差即为它在液体中所受的浮力：

F W W1 (m m1)g (1-3)

根据阿基米德原理：

F 0Vg （1-4）

0是液体的密度，在物体全部浸入液体中时，V是排开液体的体积，亦即物体的体积。由式（1-1）和式（1-4）可得

m

0

m m1 （1-5）

本实验中液体用水，

0即水的密度，不同温度下水的密度见教材附录附表。

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，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，则物体在液体中所受的浮力：

F (m3 m2)g （1-6）

密度

m

0

m3 m2 （1-7）

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。 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，分度值和仪器极限误差.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.正确操作调节底座水平, 横梁平衡, 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

铜

4 2 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:

103kg/m3

并记录到表格中.

33

8.426 10Kg/m6.求出百分差：铜焊条密度的参考值：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。

（2）把盛有大半杯水的杯子放在天平左边的托盘上，然后将用细线挂在天平左边小钩上的物体全部浸没在水中（注意不要让物体接触杯子边和底部，除去附着于物体表面的气泡），称出物体在水中的质量m1 ，标出单次测量的不确定度，写出测量结果。

（3）测出实验时的水温，由附录附表中查出水在该温度下的密度

0。

，最后写出测量结果和相对不确定度，并和铁

（4）由式（1-5）计算出 ，同时用不确定度传递公式计算 的不确定度栓密度的参考值：

铁 7.823 103Kg/m3

的数值比较之，求出百分差。

2．测定石蜡的密度（小于水的密度） （1）同上测出石蜡在空气中的质量m；

（2）将石蜡拴上重物，测出石蜡仍在空气中，而重物浸没水中的质量m3；

（3）将石蜡和重物都浸没在水中，测出m2； （4）测出水温，由表中查出（5）由式（1-7）计算 及

0；

（6）求出百分差：石蜡密度的参考值：五、实验数据记录： 固体密度测量

石蜡 (0.870 0.930) 103Kg/m3

流体静力称衡法密度测量数据记录

六、实验数据处理： 零点读数：

游 0.012 0.010 0.011 0.010 0.010 0.011(mm)

铜 4.975 40976 4.978 4.975 4.9795 4.977(mm)

铜 99.06 99.04 99.03 99.04 99.05 99.04(mm)

m铜 16.190 16.200 16.200 16.180 16.190 16.190(g)

d铜

0.006(mm)

h铜 0.03(mm)

m铜 0.022(g)

d铜 4.988 0.006(mm) h铜 99.04 0.03(mm) m铜 16.190 0.022(g)

铜

433

8.366 10Kg/m 2

E 0.28%

E 0.28% 8.366 103 0.024 103(Kg/m3)

EP铜

铜 铜参8.366 8.426

100% 0.72%

铜参8.426

铁

m12.580 0 0.998943 103 7.796 103(kg/m3)m m112.580 10.968

E铁

铁

m m112.580 10.968

m 0.020 2.4%

m(m m1)12.580(12.580 10.968)

铁 E铁 铁 2.4% 7.796 103 0.19 103(Kg/m3)EP铁

铁 铁参7.796 7.823

100% 0.35%

铁参7.823

m2.673

0 0.998943 103 0.9002 103(kg/m3)

m3 m214.296 11.330

石蜡 E石蜡

石蜡

m2 m

2.0%mm3 m2

石蜡 E石蜡 石蜡 2.0% 0.9002 103 0.018 103(Kg/m3)EP石蜡

石蜡 石蜡参0.9002 0.8700.9002 0.930

( ) 100% (3.5 3.2)%

石蜡参0.8700.930

七、结果讨论及误差分析：

1、铜密度的百分差为负的0.72%,测量值比参考值偏小,但偏小较小。其误差产生的主要原因：由于铜棒不是绝对圆柱体,所以圆柱直径d的测量值存在着系统误差,另外虽然采用了多次测量,但随机误差只能减小,不能消除。

2、铁密度的百分差为负的0.35%,测量值比参考值偏小,但偏小较小。其误差产生的主要原因：实验方法采用流体静力称衡法来测物体的密度，拴铁块的线用棉线，存在一定的系统误差，而且放入水中在铁块周围存在少量的气泡，使铁块质量在水中的视值偏小，产生了系统误差，测量值偏小。

3、石蜡密度的百分差在3.5%到—3.2%之间,该测量值在参考值区间内，误差一般。其误差产生的主要原因：实验方法采用流体静力称衡法来测物体的密度，拴铁块和石蜡的线用棉线，存在一定的系统误差，而且放入水中在石蜡和重物周围存在少量的气泡，使石蜡和重物在水中的视值偏小，另外被测石蜡是用蜡烛，中间有棉线产生了系统误差，测量