高二物理竞赛固态物质的密度测量和梁弯曲法测金属的杨氏模量课件

实验二固态物质的密度测量实验目的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、计算间接测量量的不确定度。实验仪器物理天平，游标尺，烧杯，钢件，蜡，水，细线，温度计等。实验原理

固态物质的密度

，其中，质量可以用物理天平测量，对于外形规则物体，可以用长度测量工具测出其几何尺寸计算出体积，而对于任何外形的物体，无论是否规则，都可用流体静力称衡法测量其体积。1.ρ＞1时（钢件）

钢件在空气中和浸在水中时，分别测得m钢和m1，则浮力

从而

其中，ρ0为水的密度，取1，且不记误差（即：视为物理学常数）。2.ρ＜1时（蜡块）

蜡块在空气中，测得m蜡，蜡块与钢件共同浸在水中，测得m2，蜡块在空气中而钢件浸在水中，则m3=m蜡+m1（无需测量），浮力水中的钢件与蜡块注意：烧杯放在铁架台上，而不是天平的称盘里！！！水中的钢与空气中的蜡块无须测量，可由已有结果得到3.复秤法—消除天平两臂不等长引起的系统误差

左物右码，测得m左＝砝码＋游码，

左码右物，测得m右＝砝码－游码，则4.TW-05型物理天平(1)技术参数：最大载荷500g，最小分度值20mg。(2)调整与使用：a.调整底座水平；b.调整横梁平衡（务必调好）；c.天平起动时仅用于观察是否平衡，其他操作（取放物体、加减砝码、拨动游码）均需在制动状态下进行；d.左右盘不可互换；e.用毕，天平需处于制动状态；f.读数时游码精确到半格，结果保留两位小数。小结：本次实验共测6次质量，分别是：空气中钢件（复秤，左右各1次），算出m钢；空气中蜡块（复秤，左右各1次），算出m蜡；水中钢件m1（1次）；水中钢件和蜡块m2（1次）。此外，需算出m3＝m蜡＋m1实验内容及步骤1.用流体静力称衡法测量钢件密度，并计算绝对误差和相对误差；

2.用流体静力称衡法测量蜡块密度，并计算绝对误差和相对误差。复称法测量空气中钢件质量(g)m1(g)ρ0(g/cm3)m左m右m钢复称法测量空气中蜡块质量(g)m2(g)m3(g)ρ0(g/cm3)m左m右m蜡数据处理1.钢件密度及误差

g/cm3

g/cm3

测量结果g/cm3

相对误差％

2.蜡块密度及误差

g/cm3

g/cm3测量结果g/cm3

相对误差

％离开前，归置仪器砝码收起来横梁降下来称盘摘下来烧杯拿下来物块捞出来

梁弯曲法测金属的杨氏模量实验目的1、学习用梁弯曲法测定金属的杨氏模量值；2、研究梁的弯曲程度与梁的长度、宽度、厚度、负重等之间的关系。实验仪器杨氏模量实验仪（含读数测量显微镜、带刀口的可调支座、带刀口的金属框、砝码、水平仪、待测金属等）。实验原理

设一根梁长度L，厚度h，宽度a，两端自由置于一对平行刀口上，中间悬挂质量为m的砝码，在弹性限度内，如不计梁自身重量，设挂码处下降λ，则当λ远远小于L时，梁的杨氏模量其中各物理量采用国际单位制，杨氏模量的单位为N/m2。实验内容及步骤1、将待测梁套上金属框（框边横线为观测形变的参照，务必朝向观察者），放在两支座上端的刀口上。2、将水准泡放在梁上，用支座下底可调底脚调节，直至梁处于水平位置。3、调节读数测量显微镜的上下和左右位置，使镜筒轴线正对金属框上的横线。调节显微镜目镜，使之看清楚镜筒内的十字线。前后移动显微镜，直到从镜中看清晰横线的边缘，再进行微调，使显微镜的十字线与横线的某一边缘重合无视差。分别从显微镜中和微调旋钮上读出其位置的整数和小数部分。4、在砝码盘上依次加一块砝码，共加8次，每次加砝码重为10克，重复上述调节，并记录数据。5、按相反的次序，依次减一块砝码，重复上述调节，并记录数据。微调旋钮刻度线标志线小数部分的读法（务必估读一位，结果以mm为单位，3位小数）叉丝中心粗黑线双横线刻度线整数部分的读法（叉丝位于两条刻度线之间，读出较小的那个数；若叉丝“骑”在某条刻度线上，则需结合下图所示小数部分决定整数部分读数）数据记录表格i12345678m(g)1020304050607080

λi(mm)加砝码减砝码

(mm)(mm)

ABCD数据处理已知：m=(40.00±0.01)g；g=9.8015m/s2；L=(230.0±0.5)mm；a=(23.0±0.5)mm；h=(0.995±0.005)mm。

N/m2