测量物体的密度

1、测量物体的密度( Determination of the Density)密度是物质的基本特性之一，它与物质的纯度有关。通过测定密度，可以对物体所含成分进行分析，从而对物体的纯度进行鉴定。本实验介绍了几种测量固体和液体密度的常用方法。通过对物体密度的测量，学会游标卡尺、螺旋测微仪和电子天平的使用，并进一步学习误差基本知识。实验目的1. 学习测量物体密度的原理与方法。2. 学习质量及基本长度测量仪器的使用。3. 学习计算直接测量量和间接测量量的测量不确定度。仪器用具LD600-1型电子天平、游标卡尺、螺旋测微器、比重瓶、烧杯、待测物体、温度计。实验原理对于密度均匀的物体，其密度是指在某一温度时

2、物体单位体积中所含物质的多少。其公式为 （3.1-1）一规则物体密度的测量对于形状规则的物体，只要选择适当的长度测量仪器，测出物体各部位的长度，计算出其体积，并用天平测出其质量，按式（3.1-1）即可求出物体的密度。二不规则物体密度的测量1用流体静力称衡法测密度当待测物体密度大于选用液体密度的时候。将用一细线吊起的待测物体（质量为）投入液体(液体与容器的总质量为M)中，使物体浸没在液体中（密度为），又不触碰容器壁及底部，如图3.1-1所示，则待测物体密度为 （）若待测物体密度小于水的密度，可以在被测物体下面拴一个密度较大的重物，使重物和被测物体一同浸没在水中，如图3.1-2（a）所示，测出系统

3、的质量；再将被测物体提升到水面之上，而重物仍浸没在水中，如图3.1-2（b）所示，测出系统的质量，则被测物体的密度为 （）（a） （b）2用比重瓶测液体及小块固体密度用比重瓶测量液体密度，设比重瓶的质量为，注满纯水后的总质量为，注满待测液体后的总质量为。这样，同体积纯水的质量和待测液体的质量分别为和。若已知纯水密度为，则可求得待测液体的密度。用比重瓶测量不溶于选用液体的小块固体的密度，可依次称出小块固体(群)的质量m、盛满液体后比重瓶与液体的总质量、装满液体的瓶内投入小块固体(群)后的总质量。显然，小块固体排开液体的质量为，排出瓶外液体的体积就是小块固体的体积。由此可得出小块固体的密度。仪器介

4、绍一电子天平实验用LD600-1型电子天平，如图3.1-3所示。使用电子天平时，打开电源，待天平稳定后，显示“”进入称量模式。按去皮键“TARE/CAL”，可使天平显示“”。将被测物放在秤盘上，即显示被测物质量，该天平的最大称重为600克，分辨率为g。二比重瓶实验用比重瓶如图3.1-4所示。毛玻璃塞中心开有毛细管，多余的液体将从毛细管中溢出，使用中将溢出的液体擦干，瓶中液体体积保持不变。比重瓶容积50ml.TARE/CAL键液晶显示屏秤盘 实验内容1测量规则物体（圆柱体或球体）的密度。（1）用电子天平测量质量，用游标卡尺和螺旋测微器多次重复测量各长度量。（2）求出待测物体的密度及其不确定度，初

5、步判断物体材料。2. 用流体静力称衡法测量不规则物体的密度。（1）测量待测物体质量m、水和容器总质量M、水的温度T1。（2）用一细线吊起待测物体，将待测物体浸没在液体中，测系统质量。注意待测物体不可触碰容器壁及底部。（3）求待测物体的密度及不确定度。3用比重瓶测量小球密度。（1）测量比重瓶质量。（2）将待测小球装入比重瓶（装满大半瓶），测量总质量，则可求出小球的质量。（3）将水注满比重瓶，测量比重瓶、小球和水的总质量。（4）取出小球，将水注满比重瓶，测总质量。（5）求小球密度及不确定度。4用比重瓶测液体密度。（1）将待测液体注满比重瓶，测总质量；测液体温度T2。（2）求液体密度及不确定度。注意

6、事项1使用中天平需水平放置，不得震动；2皮重和被称物质量之和不得超过称量范围；3严禁将液体洒到天平上，防止任何液体渗漏进电子天平的内部；4不能用电子天平直接称量有腐蚀性的物品。5测量空比重瓶和待测固体质量时，必须保证空瓶和待测固体干燥。6向比重瓶注入液体后，须将溢出比重瓶的液体擦干净。7保持比重瓶及待测物体表面清洁，尽量不用手触摸。8若液体中有气泡，可用细棒伸入液体轻轻搅动，以驱除附着于待测物体表面的气泡。思考题1流体静力称衡法和比重瓶法测量密度各有哪些优点？2试推导密度公式（3.1-6）和（3.1-7）。3用比重瓶法测量玻璃球的密度，以下情况会使偏大还是偏小？(1) 测比重瓶质量时比重瓶不干燥；(2) 测时比重瓶外有水没擦干；(3) 测时瓶内有气泡。附录水的密度 单位：温度 0°1°2°3°4°5°6°7°8&