-艾玛
范文一：测定物质的密度
用拉伸法测金属丝的杨氏模量
材料在外力作用下产生形变，在弹性限度内其正应力与拉伸应变的比值称为杨氏
模量。杨氏模量是反映材料抵抗形变的能力的物理量，是选择机械构件材料的依据之
一，是工程技术中研究材料性质的常用参数。
一、教学目的
1(掌握螺旋测微器的使用方法。
2(学会用光杠杆测量微小伸长量。
3(学会一种测量金属丝的杨氏模量的方法。
二、教学要求
1、本实验三小时内完成。
2、掌握螺旋测微器的使用方法。
3、学会用光杠杆测量微小伸长量。
4、学会用拉伸法金属丝的杨氏模量。
5、学会用逐差法处理实验数据。
6、求出所测金属丝的弹性模量，并对结果进行评价。 三、教学重点和难点
1(用望远镜初步找寻标尺的像。
2(不确定度的计算和表示,有效数字的正确表达方式。
3(理论联系实际,实验观察与比较,精讲与指导相结合. 四、讲授内容(约20分钟)
1、实验原理
(1)胡克定律和杨氏弹性模量
固体在外力作用下将发生形变，如果外力撤去后相应的形变消失，这种形变称为
弹性形变。如果外力后仍有残余形变，这种形变称为塑性形变。
应力:单位面积上所受到的力(F/S)。
应变:是指在外力作用下的相对形变(相对伸长,L/L)它反映了物体形变的大
小。
FLFL4用公式表达为: (1)Y,,,2S,L,d,L 2)光杠杆镜尺法测量微小长度的变化 (
在(1)式中，在外力的F的拉伸下，钢丝的伸长量,L是很小的量。用一般的长度测量仪器无法测量。在本实验中采用光杠杆镜尺法。
初始时，平面镜处于垂直状态。标尺通过平面镜反射后，在望远镜中呈像。则望远
x镜可以通过平面镜观察到标尺的像。望远镜中十字线处在标尺上刻度为。当钢丝0下降,L时，平面镜将转动,角。则望远镜中标尺的像也发生移动，十字线降落在
x标尺的刻度为处。由于平面镜转动,角，进入望远镜的光线旋转2,角。从图中i
,n,n,n看出望远镜中标尺刻度的变化。 i0
因为,角很小，由上图几何关系得:
,L,n,,,, ,tan,2,tan2,bR
b则: (2) ,L,,n2R
由(1)(2)得:
FLR8Y, 2,db,n
2、实验内容
1) 调杨氏模量测定仪底角螺钉，使工作台水平，要使夹头处于无障碍状态。
2) 放上光杠杆，T形架的两前足置于平台上的沟槽内，后足置于方框夹头的平面上。
微调工作台使T形架的三足尖处于同一水平面上，并使反射镜面铅直。
望远镜标尺架距离光杠杆反射平面镜1.2,1.5m。调节望远镜光轴与反射镜中心等3)
高。调节对象为望远镜筒。
4) 初步找标尺的像:从望远镜筒外侧观察反射平面镜，看镜中是否有标尺的像。如
果没有，则左右移动支架，同时观察平面镜，直到从中找到标尺的像。 5) 调节望远镜找标尺的像:先调节望远镜目镜，得到清晰的十字叉丝;再调节调焦
手轮，使标尺成像在十字叉丝平面上。
6) 调节平面镜垂直于望远镜主光轴。
n7) 记录望远镜中标尺的初始读数(不一定要零)，再在钢丝下端挂0.320kg砝码，0
n记录望远镜中标尺读数，以后依次加0.320kg，并分别记录望远镜中标尺读数，1
直到7块砝码加完为止，这是增量过程中的读数。然后再每次减少0.320kg砝码，
并记下减重时望远镜中标尺的读数。数据记录表格见后面数据记录部分。 8) 取下所有砝码，用卷尺测量平面镜与标尺之间的距离R，钢丝长度L，测量光杠杆
常数b(把光杠杆在纸上按一下，留下f，f ，f三点的痕迹，连成一个等腰三123
角形。作其底边上的高，即可测出b)。
9) 用螺旋测微器测量钢丝直径6次。可以在钢丝的不同部位和不同的经向测量。因
为钢丝直径不均匀，截面积也不是理想的圆。
五、实验注意事项
1、加减砝码时一定要轻拿轻放，切勿压断钢丝。
2、使用千分尺时只能用棘轮旋转。
3、用钢卷尺测量标尺到平面镜的垂直距离时，尺面要放平。
4、杨氏模量仪的主支架已固定，不要调节主支架。
,L,L5、测量钢丝长度时，要加上一个修正值，是夹头内不能直接测量的一段钢修修
丝长度。
六、指导要点
1、望远镜中观察不到竖尺的像
应先从望远筒外侧，沿轴线方向望去，能看到平面镜中竖尺的像。若看不到时，可调节望远镜的位置或方向，或平面反射镜的角度，直到找到竖尺的像为止，然后，再从望远镜中找到竖尺的像。
2、叉丝成像不清楚。
这是望远镜目镜调焦不合适的缘故，可慢慢调节望远镜目镜，使叉丝像变清晰。 3、实验中，加减法时，测提对应的数值重复性不好或规律性不好。
(1)可能是金属丝没有完全检查。
(2)杨氏模量仪支柱不垂直，使金属丝端的方框形夹头与平台孔壁接触摩擦太大。
(3)加冯法码时，动作不够平稳，导致光杠杆足尖发生移动。
(4)金属丝夹头未夹紧，金属丝滑动。
范文二：测定物质的密度
实验名称 用双棱镜干涉测光波波长
1、进一步掌握同轴等高光路的调节方法。
2、观察双棱镜产生的双光束干涉现象，进一步认清光的波动特性。
3、学会用双棱镜测量钠光波长的方法。
1、掌握同轴等高光路的调节方法。
2、通过观察双棱镜产生的双光束干涉现象，理解产生干涉的条件。
理论联系实际;实验观察与比较;精讲与指导讨论相结合。
3个学时
一、前言
法国科学家菲涅耳(Augustin J.Fresnel)在1826年进行的双棱镜实验证明了光的干涉现象的存在，它不借助光的衍射而形成分波面干涉，用毫米级的测量得到纳米级的精度，其物理思想、实验方法与测量技巧至今仍然值得我们学习。本实验通过用菲涅耳双棱镜对钠光波长的测量，要求掌握光的干涉的有关原理和光学测量的一些基本技巧，特别要学习在光学实验中如何计算测量结果的不确定度。 二、教学目的
1、进一步掌握同轴等高光路的调节方法。
2、观察双棱镜产生的双光束干涉现象，进一步认清光的波动特性。
3、通过观察双棱镜产生的双光束干涉现象，理解产生干涉的条件。 三、教学重、难点
1、掌握同轴等高光路的调节方法。
2、掌握用驻波法和相位比较法测超声波波长的方法。
四、实验原理
如果两列频率相同的光波沿着几乎相同的方向传播，并且这两列光波的位相差不随时间而变化，那么在两列光波相交的区域内，光强的分布不是均匀的，而是在某些地方表现为加强，在另一些地方表现为减弱(甚至可能为零)，这种现象称为光的干涉。
菲涅耳利用如图1所示装置，获得了双光束的干涉现象(图中双棱镜B是一个分割波前的分束器，它的外形结构如图2所示(将一块平玻璃板的上表面加工成两楔形
板，端面与棱脊垂直，楔角较小(一般小于1?). 当狭缝S发出的光波投射到双棱镜B上时，借助棱镜界面的两次折射，其波前便分割成两部分，形成沿不同方向传播的两束相干柱波(通过双棱镜观察这两束光，就好像它们是由虚光源和发出的一样，SS12故在两束光相互交叠区域内产生干涉(如果狭缝的宽度较小且双棱镜的棱脊和光源狭
Q缝平行，便可在光屏上观察到平行于狭缝的等间距干涉条纹。
图1双棱镜的干涉条纹图
图2 双棱镜B外形结构
D设d代表两虚光源和间的距离，为虚光源所在的平面(近似地在光源狭缝SS12
S的平面内)至观察屏Q的距离，且d,,D，任意两条相邻的亮(或暗)条纹间的距
,x,离为，则实验所用光波波长可由下式表示:(根据形成明、暗条纹的条件，当光程差为半波长的偶数倍时产生明条纹，当光程差为半波长的奇数倍时产生暗条纹)
d (1) ,,,xD
Dd,x上式表明，只要测出、和，就可算出光波波长。
五、实验仪器
双棱镜、可调狭缝、凸透镜、观察屏、光具座、测微目镜。
1、测微目镜简介
测微目镜(又名测微头)一般作为光学精密计量仪器的附件，也可以单独使用，主要用于测量微小长度。如图3所示，测微目镜主要由目镜、分划板、读数鼓轮组，，a
成。旋转读数鼓轮，可以推动活动分划板左、右移动;活动分划板与带有毫米刻度的固定分划板紧贴在一起。读数鼓轮圆周上刻有100个等分格，鼓轮每转一圈，活动分划板在垂直于目镜光轴的方向移动，所以鼓轮上每分格表示。 1mm0.01mm
图3 测微目镜的结构与读数方法
2、测读方法
(1)、调节目镜，看清叉丝(如图3所示)。 ，，b
(2)、转动鼓轮，使叉丝的交点或双线与被测物的像的一边重合，读取一个数，转动鼓轮，使叉丝交点或双线压被测物的的另一边，再读一个数，两数之差即为被测物尺
0.01mm0.001mm寸。读数时，毫米以下数位从测微鼓轮上读取。读数精确到，估读到。 (3)、测量时。鼓轮转动要缓慢，且只能沿一个方向转动测量，如中途的转或从两个方向进行测量，都要造成空回误差，数据无效。还应注意消除目的物与叉丝之间的视差。
六、实验步骤与内容
1、调节等高共轴
MBLS实验在光具座上进行。为使钠光灯、狭缝、双棱镜、凸透镜、测微目镜P五器件等高共轴，要在光具座上对它们逐一进行调整。
(1)调狭缝使之与光源贴近、对正(不要动钠光灯)让钠光均匀照亮整个狭缝，
两者中心等高，狭缝垂直于导轨。
(2)调凸透镜。让透镜的主光轴与狭缝中心共轴，透镜主光轴平行于光具座的棱脊。具体步骤为:在狭缝后放上透镜，透镜后放上一观察屏。目测粗调透镜与狭缝等
4f高，观测屏与狭缝之间的距离大于，透镜在狭缝与观测屏之间沿光轴移动，观察屏上先后两次出现狭缝的像，一次成大像，一次成小像。比较两次成像中心点的高低，若大像的中心点比小像高，则说明透镜位置偏高，应下降，反之，则说明透镜位置偏低，应上升。此即所谓“大像追小像”。反复调节透镜的高低左右，直到大、小像中心点重合为止。
(3)调双棱镜。在狭缝与透镜之间放入双棱镜，止目测粗调二者等高。这时屏上出现两条平行亮线(狭缝像)，如两亮线一高一低，表示双棱镜棱脊与狭缝不平行，则要旋转双棱镜使两亮线等高(有的双棱镜固定不可调，则旋转狭缝);如两亮线一粗亮，一细暗，表示棱镜的棱脊未通过透镜光轴，则应平移双棱镜，使两亮线等宽等亮。
(4)调测微目镜。拿走观测屏，以测微目镜占领其位置。调测微目镜高低左右，使之与透镜等高共轴，让狭缝像位于视场中央，在视场中央找到等高、平行、等亮度的狭缝像。
2、调出清晰的干涉条纹
拿走凸透镜，在测微目镜的视场中寻找干涉条纹，此时只能看见一片黄光，这是因为狭缝过宽或双棱镜棱脊尚未与狭缝平行。只要慢慢减小狭缝宽度，测微目镜的分划板上将出现一条竖直亮带(两边较暗);轻轻改变狭缝的取向，就可以在亮带区域出现清晰的干涉条纹。以上两步操作一定要轻缓。调出条纹后，改变测微目镜与单缝的距离，改变双棱镜与狭缝的间距，观察条纹的疏密变化规律国，并寻找最佳测量状态。
3、测量
,x(1)、测。将单缝、双棱镜、测微目镜一一锁定，然后用测微目镜测读并记录
5,第1~6、7~12条亮纹的位置读数(光程差为)，反复测量5组数据。测量中注意:
调分划板上的竖线与与干涉条纹平行，测量时，鼓轮只能向一个方向旋转，防止产生回程差。
(2)测。在导轨上读出测微目镜与狭缝的位置读数，并记录数据，=狭缝位DD置读数减去测微目镜位置读数，只测一次。(注意测微目镜的修正值，实验室已给出)
(3)测。两虚光源和的间距由间接测量求得，测量方法有两种，共轭法dSS12
和放大法。本实验采用放大法。
PLBS'2
S1
dSd'
S2 S'1
uv
图4 放大法测d光路图
如图4所示放开并移动测微目镜，(千成别动狭缝和双棱镜)，重新将凸透镜置入测微目镜和双棱镜之间，改变透镜的位置，使本不可测量的虚光源间距d成实像在测
P微目镜叉丝平面上。在目镜中看到清晰狭缝像:两条亮线，中夹黑色矩块。用测微
,目镜测出两条亮线的位置读数，读数之差的绝对值即为d。重复测量5次。
在导轨上读出测微目镜、透镜、狭缝的位置读数，由此算出物距与像距，则两uv虚光源间距:
u ,d,,dv
u，v,D注意此时:
七、实验数据及误差
3cm或,3cm1.5cm或,1.5cm测微目镜修正: 狭缝修正: (取负数)
117.70cm124.61cm121.155cm狭缝的位置: 左: 右: 平均:
119.655cm修正:
117.70cm124.61cm121.155cm测微目镜的位置1:左: 右: 平均:
修正: 119.655cm
测微目镜的位置2:左: 右: 平均: 51.61cm59.90cm55.755cm
修正: 52.755cm
表一、数据测量表格:单位 mm
1 2 3 4 5
左 右 左 右 左 右 左 右 左 右
3.296 4.479 4.912 6.095 4.719 5.864 3.342 4.490 4.715 5.880 ,X
透镜位置 1071.0 1072.2 1071.0 1071.5 1071.0 993.0 994.5 993.0 994.0 993.2 , d1.829 5.163 3.305 6.557 2.269 5.639 2.003 5.320 3.722 7.015 表二、数据处理:单位 mm
1 2 3 4 5 平均值
1.183 1.183 1.145 1.148 1.165 1.1648 ,X
u物距 164.53 163.18 164.53 163.78 164.43 164.09 像距 504.45 505.8 504.45 505.2 504.55 504.89 v
, d3.334 3.252 3.370 3.317 3.293 3.3132
25
,X,,X，，i, i,1，，U,S,0.008176mmAS,,0.008176mm，，,X,X，，5，5,1
,0.01仪 ，，U,,,0.005774mmB33
122 ，，合成不确定度U,U，U,0.010009mm，，,x,,,X,0.23296mmAB,X5
2,,x1,,2 ，，合成不确定度U,,U,U,0.002002mm,,,x,X,X,,X5,,
25 u,u，，i,i,1，，U,S,0.267114mm，，S,,0.267114mmAu u，，5，5,1
,0.1仪，，U,,,0.057735mmB 33
22，，合成不确定度U,U，U,0.273282mm uAB
25 v,v，，i,i,1 ，，S,,0.267114mm，，U,S,0.267114mmvAv，，5，5,1
,0.1仪 ，，U,,,0.057735mmB33
22 ，，合成不确定度U,U，U,0.273282mmvAB
25 ,,d,d，，,ii,1 ，，U,S,0.267114mmS,,0.19782mm，，A,d,d，，5，5,1
,0.01仪，，U,,,0.005774mm B33
22，，合成不确定度U,U，U,0.020607mm AB,X
,0.1仪 ，，U,,,0.057735mmS,0，，U,S,0mmBADD33
22 ，，合成不确定度U,U，U,0.057735mm，，D,428.1mmABD
u,，，d,,d,1.076795mmv 222,d,d,d,,,,,,222，，U,,U，,U，,U,0.006958mm ,,,,,,uv,dd,,u,v,d,,,,,,
d ,,,,x,585.9nmD
222,,,,,,,,,,,,222，，U,,U，,U，,U,6.3nm ,,,,,,,xD,d,d,D,,x,,,,,,
，，，，,,586.9,6.3nm
586.9,589.3，100%,0.41%钠589.3nm黄光波长标准值为 相对误差为 589.3
八、指导要点及注意事项
1、不要反复开启钠光灯，影响钠光灯的寿命。
2、不要用手触摸光学元件表面，以防污染，只能用镜头纸擦试光学元件表面。
3、使用测微目镜时，首先要确定测微目镜读数装置的分格精度;要注意防止回程误差;旋转读数鼓轮时动作要平稳、缓慢;测量装置要保持稳定。
4、在测量光源狭缝至观察屏的距离D时，因为狭缝平面和测微目镜的分划板平面均不和光具座滑块的读数准线共面，必须引入相应的修正，否则将引起较大的系统误差。
九、实验管理和成绩记载
1(实验管理
(1)预习检查:检查学生的学生证，检查学生预习报告并签字，随机提问(约占实验学生的四分之一)检查学生的预习情况。无预习报告或预习检查不合格的学生取消当堂课实验资格，重新预约该实验。
(2)操作管理:巡回检查学生的实验操作和实验数据记录情况，及时发现、指导、解决学生在实验操作中遇到的问题，检查完成实验学生的数据记录并签字;对在1小时左右完成实验的学生进行认真的检查并要求其完成实验的选做内容。
(3)实验报告批改:要求学生认真作好实验报告，并于实验后一周内交给任课教师 (地点:主教学楼1楼走廊信箱) ;及时批改学生的实验报告，作好成绩记载并及时发还给学生。
2(成绩记载
平时成绩:实验操作60%;实验报告40%;及时在实验预约单上记载学生平时成绩。
综合成绩:平时成绩60%;考试成绩40%。
十、实验思考题
1、双棱镜是怎么样实现双光束干涉的,
2、导轨上的光学器件都等高共轴后，仍看不到干涉条纹，可能的原因主要是哪两个,
范文三：物质密度的测定
物质密度的测定
密度是物质的基本特性之一,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份的分析和纯度的鉴定。测量物体质量时,需使用天平,天平是物理实验中常用的基本仪器,我们将通过对物体密度的测量来熟悉物理天平的使用。
1-1 规则物体密度的测定
［实验目的］
1、掌握测定规则物体密度的一种方法。 2、学习使用物理天平的方法。
3、进一步熟悉游标卡尺和螺旋测微计的使用。
［实验原理］
若一物体的质量为M ,体积为V ,密度为ρ,则按密度定义有
M
(1) V
当待测物体是一直径为d 、高度为h 的圆柱体时,公式(1)变为
4M
ρ= (2)
πd 2h
ρ=
只要测出圆柱体的质量M 、直径d 和高度h ,代入公式(2)就可算出该圆柱体的密ρ。 一般说来,待测圆柱体各个断面的大小都不尽相同,从不同方位测量它的直径,其数值会稍有差异,另外,圆柱体的高度各处也不完全一样,因此,要精确测定圆柱体的体积,必须在它的不同位置测量直径和高度,求出直径和高度的算术平均值。测圆柱体的直径时,可选圆柱的上、中、下三个部位进行测量,每一部位至少测量三次,每测得一个数据后,应转动一下圆柱再测下一个数据,最后利用测得的全部数据求直径的平均值。同样,高度也应在不同位置进行多次测量。
［装置介绍］
物理天平是常用的测量物体质量的仪器,其外表示意图见图1。天平的横梁上装有三个刀口,中间刀口置于支柱上,两侧刀口各悬挂一个秤盘。横梁下面固定一个指针,当横梁摆动时,指针尖端就在支柱下方的标尺前摆动。制动旋钮可以使横梁上升或下降,横梁下降时,制动架就会把它托住,以避免磨损刀口。横梁两端两个平衡螺母是天平空载时调平衡用的。横梁上装有游码,用于1.00g 以下的称衡。支柱左边的托盘,可以托住不被称衡的物体。
物理天平的规格由下列两个参量来表示:
1.感量 是指天平平衡时,为使指针产生可觉察的偏转在一端需加的最小质量。感量越小,天平的灵敏度越高。图1所示天平的感量为0.05g。
2.称量 是允许称衡的最大质量。该天平的称量为200g。 使用物理天平时应当注意以下几点:
1. 使用前应调节天平底脚螺钉,使水准仪中气泡在中心,以保证支柱铅直。
图1物理天平
2.要调准零点,即先将游码移到横梁左端零线上,支起横梁,观察指针是否停在中间“10”点;如不在,可调节平衡螺母,使指针指向“10”点。
3.称物体时,被称物体放在左盘,砝码放在右盘,加减硅码,必须使用镊子,严禁用手。 4.取放物体和砖码,移动游码或调节天平时,都应将横梁制动,以免损坏刀口。
［实验内容］
测定铁圆柱体的密度:
1.正确使用物理天平,称出圆柱体的质量M 。
2.用螺旋测微计测圆柱体外径,在不同部位测量9次,求其平均值d 。 3.用游标卡尺测圆柱体高度,在不同方位测量5次,求其平均值h 。 4.用公式(2)算出物体的密度ρ。
5.求出密度的相对误差与不确定度,确定物体密度的有效数字位数。
表1-1测量铁圆柱体密度记录表
Δm = g, Δd = cm, Δh = cm.
表(一) 质量M (克)
m 1
m 2
表(二) 直径d (厘米)
上端
中端
下端
d 1
d 2
d 3
d 4
d 5
表(三) 高度h (厘米)
d 6
d 7
d 8
d 9
h 1
h 2
h 3
h 4
h 5
［思考题］
1.试扼要地说明为什么圆柱体的高度要用游标卡尺测量,直径要用千分尺测量？若用普通米尺测量这两个量,测得的铁密度的结果表达式有何不同？
1-2用流体静力称衡法和比重瓶法测定固体的密度
［实验目的］
1、学习正确使用物理天平和比重瓶。
2、掌握用流体静力称衡法和比重瓶法测定形状不规则的固体和小块固体密度的原理。 3、测定不规则固体材料的密度。
［实验原理］
(一)流体静力称衡法
按照阿基米德定律,浸在液体中的物体要受到向上的浮力。浮力的大小等于物体所排开的液体的重量。如果将物体分别浸在空气和水里称衡,得到物体的重量为W1和W2,则物体在水中受到的浮力为W 1?W 2,它应等于全部浸入水中物体所排开的水的重量，即W 1?W 2=
ρ0gV (其中ρ0为水的密度,g
为重力加速度,V 为物体的体积)。考虑到W 1=ρgV (ρ为物体的密度),消去V 、g 后等式变为
(3)
W 1ρ
=
ρ0W 1?W 2
即 ρ=
W 1
ρ0
W 1?W 2
图2比重瓶
如果将上述物体再浸入密度为ρ的待测液体中,称得此时物体的重量为W 3,则物体在待测液体中受到的浮力为W 1?W 3,此浮力又等于ρ' gV 。考虑到W 1?W 2=测液体的密度
ρ' =
'
ρ0gV ,得到待
W 1?W 3
ρ0 (4)
W 1?W 2
(二)比重瓶法
实验所用比重瓶如图2所示。比重瓶注满液体后,当用中间有毛细管的玻璃塞子塞住时,多余的液体就从毛细管溢出,这样瓶内液体的体积就是固定的。
要用比重瓶法来测量不溶于水的小块固体(其大小应保证能放入比重瓶内)的密度, ρ可依次称出小块固体的质量M 3、盛满纯水后比重瓶和纯水的总质量M 1,以及装满纯水的瓶内投入小块固体后的总质量M 4。显然, 被小块固体排出比重瓶的水的质量是
M 1+M 3?M 4，排出水的体积就是质量为M 3的小块固体的体积,所以,小块固体的密度为
ρ=
M 3
ρ0 (5)
M 1+M 3?M 4
［实验内容］
(一)用流体静力称衡法测物体的密度
1.按照物理天平的使用方法,称出物体在空气中的重量W 1。
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入水中(注意不要让物体接触杯子),称出物体在水中的重量W 2。
3.查出室温下纯水的密度ρ0,按式(3)算出物体的密度。
表(四)流体静力称衡法数据记录表
天平感量
待测物体在空气中的重量W1待测物体在水中的重量W2
纯水温度t
纯水在t C时的密度ρ0
待测物体的密度
(二)用比重瓶法测量小块固体的密度
1.将比重瓶注满纯水,塞上塞子,擦去溢出的水(注意:瓶内不能有残留的水泡),这时水面恰好达到毛细管顶部。用物理天平称出比重瓶和纯水的总质量M 1。
2.将小块固体洗净、烘干,然后称出其质量M 3。
3.将小块固体投入盛有纯水的比重瓶内,重复步骤1,称出比重瓶、瓶内的纯水和小块固体的总质量M 4。
4.由式(5)算出固体的密度。
［思考题］
1.假如待测固体的密度比水的密度小,现欲采用流体静力称衡法测定此固体的密度,应怎么做?试扼要回答。
2.若求一批用同一物质做成的、体积相等的微小球粒的直径,采用本实验所述的哪一种方法可以得到比较准确的结果?
3.假如待测固体能溶于水,但不溶于某种液体A,现欲用比重瓶法测定该固体的密度,试写出测量的原理和大致步骤。
4.在精确测定物体密度时,需用精密天平称量,而不能用物体在空气中的重W 1来代替它的真实重量W (W 1略小于W )。如果考虑物体在空气中受到的浮力,则计算固体密度的公式(3)应怎样修正?由于同样的原因,公式(5)又应怎样修正?
范文四：测定物质密度的方法
测定物质密度的方法
一、实验原理：公式
二、基本法测密度：（天平和量筒） 1、测固体密度： (1)用天平测出质量m (2)测固体体积的方法
①规则的物体直接用刻度尺量出长a、宽b、高c，则体积V＝abc。 ②较小的不规则的物体用量筒，采用“排水法”，测得固体的体积V＝V2－V1。 ③溢水法：将溢水杯装满水，物体放入溢水杯中，把被溢出的水收集到小烧杯中，用天平测出水的质量m水，则V＝m水/ρ水。
④浮于水面的物体
漂浮水面的物体通常用以下几种方法：A.针压法(工具：量筒、水、大头针)：用大头针将漂浮物按入水中，记下量筒中水的变化。B.沉坠法：(工具：量筒、水、细线、石块)。把适量水倒入量筒，再用细线拴住金属块放入水中记V1，然后把金属块和漂浮物拴在一起沉没水中记下V2，则体积V＝V2－V1。C.拉没法：将定滑轮固定在容器底部，利用定滑轮可以改变用力方向将漂浮物拉没入水中。
⑤易吸水的物体
一是在物体的外表涂上一层薄薄的不溶于水的物质，比如油漆类的；二是将该物质先放入水中，让它吸足水，再来测体积；三是可用排油法或排沙法。
⑥易溶于水的物体：采用饱和溶液法或排沙法。
①测固体的密度
例1、学校研究性学习小组，测量一种矿石的密度，现有器材：小矿石块、天平(含砝码)、一个烧杯、足量的水、细线。小组同学们设计了一种测量矿石密度的方案如下：
(1)调节天平平衡后，小明用平天测量矿石块的质量，如图所示，指出实验操作中的错误：__用手直接拿砝码__。改正错误后，小明用正确的方法称矿石块的质量，平衡时放在盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图所示，则矿石块的质量m0为__47.4__g。
(2)在烧杯中倒满水，称出烧杯和水的总质量m1；
(3)将矿石块轻轻放入装满水的烧杯中，矿石块沉入杯底，烧杯溢出水后，将烧杯壁外的水擦干净，放在天平左盘上，称出此时烧杯、杯内矿石和水的总质量m2；
(4)写出矿石密度的表达式：ρ
矿石
＝用m0、m1、m2、ρ水来表示)
例2、小芸同学想利用一架已经调好的天平、一只玻璃杯和适量的水，测量妈妈刚买回来的面粉的密度，她的操作步骤如下，请填写出正确的操作和结果。
(1)用天平测出玻璃杯的质量m1。
(2)玻璃杯装满面粉后，用天平测出杯和面粉的总质量m2。
(3)倒掉杯中的面粉，洗净杯后，杯中____，用天平测出：____。
(4)面粉的密度为(用测出的量和水的密度ρ来表示)____。 ②测液体的密度
例：利用如下器材测量牛奶密度
实验器材：天平(含砝码)、刻度尺、烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、细线。 实验步骤：
1.用调节好的天平，测出空烧杯的质量m0；
2.将适量的水倒入烧杯中，用天平测出烧杯和水的总质量m1，用刻度尺量出水面达到的高度h（或用细线标出水面的位置）；
3.将水倒出，在烧杯中倒入牛奶，使其液面达到h处（或达到细线标出的位置），用天平测出烧杯和牛奶的总质量m2。 实验结果：
ρ＝
2、只有量筒
例：请利用一个量筒和适量的水测出一玻璃制成的小试管的密度，写出主要实验
步骤和玻璃密度表达式。
分析：有量筒和水易测出试管的体积，要测其密度关键是如何通过等量代换找出质量。空试管能漂浮在水面上F浮=G物，算出浮力就知道重力和质量。
实验步骤：（如图）
（1）在量筒中倒入适量水，记下水面对应刻度V1。
（2）将小试管放进量筒使其漂浮，记下水面对应刻度V2。
（3）将小试管沉浮在量筒里的水中，记下水面对应刻度V3。
表达式：
=
玻
拓展：利用上题中的器材，如何测出沙子的密度。
分析：沙子的密度大于水，要创造条件使其漂浮（将沙子放进漂浮的试管里），沙子重力等于试管增大的浮力。
实验步骤见图：
表达式：
3、只有弹簧测力计
例1：小新能利用的器材有：弹簧秤、大口溢水杯、口径较小的量筒、细线和足量的水，他要测量一石块的密度，请你写出他能用的两种方法并写出所测石块密度的表达式。 实验步骤：
方法：（1）用弹簧秤测出石块的重力G1； （2）将挂在弹簧下的石块浸没水中
（不能碰到容器底），记下此时弹簧秤示数G2；
石块密度表达式：例2、测液体密度
石
=
小东同学想测出液体B的密度，他手边只有：一个弹簧测力计、一根细线、一个小石块、两个烧杯和足量的水。小东同学根据这些器材设计出了下面的实验步骤： （1）用细线系住小石块，将适量的水与液体B分别倒入两个烧杯中；
（2）用弹簧测力计测出小石块受到的重力G
（3）用弹簧测力计测出小石块浸没在水中受到的拉力F； （4）用弹簧测力计测出小石块浸没在液体B中受到的拉力F＇ 实验结果：液体B的密度：ρB＝
4、用密度计测密度 巩固练习：
1、小明在实验室里测量一块形状不规则、体积较大的矿石的密度．
(1)用调节好的天平测量矿石的质量．当天平平衡时，右盘中砝码和游码的位置如图2l所示，矿石的质量是______g．
(2)因矿石体积较大，放不进量筒，因此他利用一只烧杯，按图22所示方法进行测量，矿石的体积是______cm3,
(3)矿石的密度是______kg/m3，从图A到图B的操作引起的密度测量值比真实值_______(选填“偏大”、“偏小”、“不变”)．
2、小明用天平、大杯、小杯和密度为ρ的水测一石块密度． （1）天平平衡时如图10所示，石块的质量 m＝＿＿＿＿＿＿＿
（2）小明测量石块体积的操作步骤如下： a．测出空小杯的质量m1
b．把装了水的大杯和空的小杯如图11放置 c．把石块缓缓放入大杯
中，大杯中部分水溢进小杯
d．测出承接了溢出水的
小杯总质量m2
请你指出步骤b的错误之处：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 。
（3）用本题中出现过的物理量符号表示石块体积为＿＿＿＿；
石块密度为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（设步骤b中的错误已改正）．
3、小明用天平、量筒和水（ρ水=1.0g/cm）等器材测干燥软木塞（具有吸水性）的密度时，进行了下列操作：①用调好的天平测出软木塞的质量m1； ②将适量的水倒入量筒中，读出水面对应的 示数V1；
③用细铁丝将软木塞浸没再装有水的量筒中，过段时间后，读出水面对应的示数V2；
④将软木塞从量筒中取出，直接用调好的天平测出其质量m2。
3
（1）指出小明操作中的不规范
之处： 。 （2）下表是小明实验中没有填写完整的数据记录表格。请 根据图15中天平和量筒的读数将表格中的数据填写完整。
（3）对具有吸水性物质的体积测量提出一种改进方法。
4、下面是张超同学利用量筒和水测量橡皮泥密度的实验过程及分析，请完成下
列填空．
（1）在量杯中装适量的水．读出水面对应的刻度值V1；
（2）把橡皮泥捏成碗状．小心放入量杯使之漂浮在水面上，读出此时水面对应的刻度值V2，根据_______原理可求出橡皮泥的质量； （3）再把橡皮泥团成球放入量杯使之沉入水底．读出此时水面对应的刻度值V3； （4）利用密度计算公式可推导出橡皮泥密度的表达式为：ρ=_______
下图是整个实验的操作情景．由图中读数可算出橡皮泥的密度是_______kg／m3
5、某小组测量一种易溶于水且形状不规则的固体小颗粒物质的密度，测量的部分方法和结果如图所示。
(1)将天平放在水平桌面上，将游码移到标尺的____处，然后调节____，使天平平衡，接着用天平测量适量小颗粒的质量。当天平重新平衡时，砝码质量和游码位置如图甲所示，则称量的颗粒质量是____ g。
(2)因颗粒易溶于水，小组同学采用如图乙所示的方法测量体积，所测量的颗粒体积是____ cm3。
(3)该物质的密度是____ g/cm3。
(4)在步骤C中，若摇动不够充分，则测出的密度比实际密度值偏___。
范文五：5测定物质的密度
电阻、电功率三个物理量的测定要求是C级。实验中，主要考查实验方案的设计和数据处理。其中测电阻与测电功率两个实验往往作为能力题来考察。
实验五 测定物质的密度
一、实验介绍
考纲要求：设计“测定物质的密度”实验。知道实验目的和器材；设计实验方案，选定实验器材；能根据实验测得的数据鉴别物质。
（一）设计实验方案
1.测定某物质的密度，根据密度公式必须先测出哪些物理量？
2.三组同学分别就以下三种类型的物质设计测定密度的实验方法。写出实验方案，进行交流讨论。
A类物质是在水中会下沉的固体，如金属块
B类物质是在水中会上浮的固体，如木块
C类物质是液体
（二）实验要求
1．测定一块金属的密度
实验器材：金属块，天平，量筒，水，细线
实验步骤：(1)用调节好的天平测出金属块的质量m
(2)向量筒中倒进适量的水，测出这些水的体积V1
(3)将金属块浸没在量筒中，测出金属块和水的总体积V2
(4)将必要的数据填入下表中，利用相应公式ρ＝m/(V2－V1)，求出金属块的密度
2．测定木块的密度(ρ液﹥ρ木)
方法一：
实验器材：木块，天平，量筒，水，细针
实验步骤：(1)用调节好的天平测出木块的质量m
(2)向量筒中倒进一些水，测出这些水的体积V1
(3)将木块用细针使之浸没在量筒中，测出木块和水的总体积V2
(4)将必要的数据填入下表中，利用相应公式ρ＝m/(V2－V1)，求出木块的密度
方法二：
实验器材：木块，天平，量筒，水，细线，小铁块
实验步骤：(1)用调节好的天平测出木块的质量m
(2)向量筒中倒进一些水，用细线把木块和小铁块连在一起，使木块完全露出水面，使铁块完全浸没在量筒中，测出这时水面的读数 V1
(3)将木块和铁块完全浸没在量筒中，测出这时水面的读数V2
(4)将必要的数据填入下表中，利用相应公式ρ＝m/(V2－V1)，求出木块的密度
3．测定液体的密度
实验器材：待测液体（盐水），天平，烧杯，量筒
实验步骤：
(1)在烧杯中倒入盐水，称出烧杯与盐水的总质量m1
(2)将烧杯中一部分盐水倒入量筒中，测出量筒内盐水的体积V
(3)再称量烧杯和剩余盐水总质量m2
(4)将必要的数据填入下表中，利用相应公式ρ＝(m2－ m1)/V，求出盐水的密度
说明：1.本实验中多次测量的目的是为了减小误差。
2.对于和易混淆实验“探究物质质量和体积的关系”的共同点与区别详见实验十。
3.测量物体体积时，注意选择合适的器材，规则形状的固体可用刻度尺测量体积，不规则形状的固体和液体可用量筒测量体积。
二、考情分析
例1．(2008年上海中考)在测定盐水密度时，可用托盘天平测盐水的______________，用量筒测盐水的____________。
【出题背景】
本题主要考察测量密度实验中的仪器选择。意图是检验同学们是否掌握间接测量密度必须测量的物理量，及其对应的测量工具。
【解题思路】
测量不同的物理量要使用不同的测量工具，天平是测量质量的工具，量筒是测量不规则物体的体积的工具。
三、立即冲刺
基础题
1．在测定盐水的密度实验中，可以用托盘天平测盐水的________________，用量筒测量盐水的________________，再根据公式________________求出盐水的密度。
2．小王在测定矿石密度的实验中，如图所示，则图中(a)仪器的名称是____________，被测矿石的体积为____________米3；若实验中天平平衡时，右盘中砝码和游码的位置如图(c)所示，则矿石的质量为__________克，该矿石的密度是____________千克/米3。
第2题图
3．在“测量盐水密度”的实验中：
(1)在烧杯中倒入盐水，称出烧杯与盐水的总质量为75g；
(2)将烧杯中一部分盐水倒入量筒中(如图甲所示)，则量筒内盐水的体积是__________cm3。再称量烧杯和剩下的盐水总质量时，发现加减砝码总不能使天平平衡，这时应__________________使天平平衡；
第3题图
(3)若天平再次平衡时所用的砝码、游码位置如图乙所示，则倒入量筒内的盐水质量为__________g。
(4)通过计算可知盐水的密度为____________kg/m3。
4．在“测定小金属块的密度”的实验中，小明设计的实验报告(部分)如下，请填写空格处的内容。
实验目的：测定小金属块的密度。
实验原理：____________。
实验器材：待测小金属块、细线、天平(砝码)、________、烧杯和适量的水等。 实验步骤：1.把天平放在水平桌面上，将________移至标尺左端零刻度处。
2．调节横梁两端平衡螺母，使天平横梁平衡。
3．将小金属块放置在天平的________盘，测量并记录它的质量。
??
5．测量并记录金属块的体积。
5．为了在实验室里测某金属块的密度，甲小组选用天平、量筒、金属块、细线、烧杯和水，进行了如下的实验操作：
A．将金属块用细线系好后慢慢地放入量筒中并记下总的体积。
B．把游码放在标尺的零刻度线处，调节横梁上的螺母，使横梁平衡。
C．把天平放在水平桌面上。
D．将金属块放在左盘中，在右盘中增减砝码并移动游码直至横梁平衡。
E．在量筒中倒入适量的水并记下水的体积。
(1)正确的实验操作顺序是________________(只填字母序号)。
(2)在调节天平平衡时，发现指针位置如图甲所示，此时应将平衡螺母向__________调(选填“左”或“右”)。
(3)用调节好的天平称金属块的质量。天平平衡时，放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示，测出该金属块的质量是____________克；量筒量出金属块的体积如图丙所示，该金属块的体积是____________厘米3。金属块的密度ρ＝________________千克/米3。
第5题图
提高题
1．张扬在实验室里测量一块形状不规则、体积较大的矿石的密度。
(1)用调节好的天平测量矿石的质量。当天平平衡时，右盘中砝码数量如图甲所示，矿石的质量是________克。
(2)因矿石体积较大，放不进量筒，因此他利用一只烧杯，按图乙所示方法进行测量，矿石的体积是________厘米3。
(3)矿石的密度是__________千克/米3，从图A到图B的操作引起的密度测量值比真实值____________ (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
甲 乙
第1题图
2．在“用天平和量筒测定精制油密度”的实验中：
(1)供参考的实验步骤有：
①用天平称出玻璃杯的质量m1；
②往玻璃杯里倒入适量精制油，用天平称出玻璃杯和精制油的质量m2；
③用量筒测出玻璃杯中精制油的体积V1；
④把玻璃杯中的精制油倒入量筒中一部分，记下量筒中精制油的体积V2；
⑤根据测得的数据求出精制油的密度；
⑥用天平称出玻璃杯和杯中剩下的精制油的质量m3。
为了减少测量的误差，你认为必须的实验步骤及其合理的顺序是(用步骤前的数字表示)____________________________。
(2)用上述步骤中测出的物理量，列出求精制油密度的计算公式为____________。
1．在两个烧杯中，分别盛有适量的水和盐水。请设计两个鉴别这两种液体的物理实验，要求说明使用的实验器材和实验步骤。(至少写出两种)
2．现有一个玻璃杯，足量的水，天平(含砝码)，如何去测量一个金属块的密度，写出步骤、所测物理量(用字母表示)及金属块密度的表达式。
