固体密度的测定

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1、2.1 固体密度的测定,一:【实验目的】 1.了解卡尺、千分尺和物理天平的结构原理，正确掌 握测量方法和使用要领。 2.掌握用测长法和流体静力称衡法测定固体密度的方法和原理。 3.学习正确记录和处理数据，表示实验结果。,二、【实验原理】 、用测长法测定规则圆柱体的密度 根据密度的定义 如待测物体是一直径为d和高度为h的圆柱形体， 则密度计算公式为：,在空气中测得金属圆柱体的质量为 ，再将它全部浸入水中称得物体质量为 ，则它在水中所受的浮力为：,2、用流体静力称衡法测定固体的密度,结合公式：,可得：,又因为：,由于金属浸没在水中，有：,由上述三式易得：,水的密度随温度变化，不同温度下水的密度值，

2、见课本附录二。不在附录中的其它温度下的水的密度，可由下面的线性插值公式计算： 式中t1和t2是与t最接近的两个已知密度的温度， 和是t1和t2温度对应的密度,三、游标卡尺简介,测量功能,原理及读数方法,游标卡尺比一般毫 米尺要准确。常用 的卡尺有10、20和 50分度现以10分 度游标卡尺为例 说明其原理和读数 方法，其余类推。,如图示，设主尺分度值为a,一般a=1mm，则游标总长L 为9a，将其等分为10份，记n=10，设游标上刻线的间 距为b，则所以,设主尺与游标刻线的间距差为i, i是游标卡尺读数的最小单位，称为卡尺的分度值，或者说它是卡尺能准确量度的最小单位。,根据游标刻度的设计方法可

3、知，游标的刻线间距比主尺的最小分度短0.1mm，如果游标的第1，第2，第9刻线分别与主尺的某刻线对齐，则测量值在游标上的读数分别是0.mm，0.mm, ，0.9mm,则：,如图，则待测长度就等于游标零刻线与主尺零刻线之间的距离，其量值等于游标零刻线在主尺上指示出的整毫米示值与游标上读出不足毫米部分的和，则待测长度51.4mm.游标一般不可能估读，因此仪器的最大允许误差仪的绝对值一般规定为等于它的分度值，均匀分布.,常用卡尺还有20分度、50分度两种其原理和读数方法类似.请读下面的示数.,20分度游标卡尺读数示意图,50分度游标卡尺读数示意图,四:千分尺简介,1,结构,2.千分尺 原理,如示，E

4、管轴向线两侧，分别刻有整毫米和0.5mm 刻线，此为主尺。F筒端口边缘周长上刻有50等分 刻线。精制螺杆螺距0.5mm,当F筒旋转1/50角位移 (F筒的一个等分度)时，F筒和螺杆移动0.5/50mm （即0.01mm）这是千分尺的最小读数单位，即千 分尺的分度值(0.01mm),3.千分尺读数,读数由两部分相加而成。一部分以F筒边缘为准线， 由分度为0.5mm的主尺读出,不足0.5mm部分，以E 管轴向线为准线，由分度值0.01mm的F筒读出,并估 读毫米的千分位,中间图示值为6.636mm,右图示值 是5.136mm.一般来说,当测砧A、B靠拢时 , E管和F 筒的零刻线不对齐,有零值偏移

5、,应注意对测量结果 进行修正.,五、物理天平简介,1,结构,2.天平的使用,应遵照以下操作规程： 1.检查和调整(按顺序进行) (1)看各部件位置是否正确，标有“1”的称钩、称盘托、称盘在左边，标有“2”的在右边；称钩在刀口上挂好，游码移至横梁左端零刻线位置。 (2)观察水准气泡，用底脚螺钉调气泡至中心圆内，使支柱为竖直状态。 (3)转动制动旋钮起动天平，由指针观察横梁是否平衡，随即止动。根据指针在标盘上的偏移调节平衡螺母，再起动，再观察，直到调平为止。天平起动时只有中间刀口承重，横梁两端呈自由状态；止动时横梁落下，由托架支撑，中间刀口脱离刀垫呈保护状态。,2.称衡 被测物放左盘，砝码放右盘,

6、为保护刀口，在称衡过程中注意： (1)加减砝码都要先把天平止动，不准天平在起动状态操作。远离平衡时，只要稍微起动即能判断出是该加或是该减砝码，不必过分托高横梁。 (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；横梁上刻线的分度值所代表的质量等于天平的感量，估读位应与天平感量的一半(仪)同位。,六.数据处理,处理数据中应注意以下几点: 1.中间运算数据保留两位不确定数字. 2.计算 、 和 、 各保留2位不确定数字。 3.按 的关系，计算出的绝对不确定度，保留2位有效数字，并以此确定出 的有效数字位数。,