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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 试验 1 比重瓶法测物体密度密度是物体的基本属性之一,各种物质具有确定的密度值,它与物质的纯度有关,工业上常通过物质的密度测定来做成份分析和纯度鉴定；1 试验目的1把握用比重瓶法测定物体密度的原理,学会使用物理天平和比重瓶；2学习仪器的读数方法,并能依据有效数字的概念正确记录试验数据；3学习不确定度估算和试验结果表示的方法；2 试验仪器物理天平,比重瓶100ml,量杯、小玻璃珠,蒸馏水简称水,盐水,细金属条,吸水纸,电吹风公用；3 仪器介绍3.1 物理天平3.1.1 物理天平的构造图 1-1 为物理天平的外形；在横梁 bb 的中点 O 和两端
2、B、B 共有三个刀口；中间刀口 O安置在支柱 H 顶端的玛瑙刀架上,作为横梁的支点,在两端的刀口 B 和 B 上悬挂两个称盘 P和 P；横梁下部装有一读数指针 J；支柱 H 上止动旋钮 K 可以使横梁升降；平稳螺母 E 和 E 用于天平空载时调平稳；横梁上有 20 个刻度和可移动的游码 D；游码向右移动一个刻度,相当于在右盘中加的砝码；图 1-1 物理天平3.1.2 天平的主要技术参数1最大称量最大载荷 ：最大称量是天平答应称衡的最大质量；2分度值与灵敏度：分度值旧称感量是天平平稳时,为使天平指针从标度尺的平稳位置偏转一个分度,在一盘中所需添加的最小质量；分度值的倒数是灵敏度；3.1.3 天平
3、的操作和操作规程1明白所用天平的技术参数；2调成天平：调剂天平的底部调平螺丝,利用圆形水准器,使天平支柱垂直,刀口架水平； 3调整零点：天平空载时,将游码先置梁左端零刻线,旋动止动钮 K,支起横梁,启动天平,观看指针 J 的摇摆情形；当 J 在标尺 S 的中线两边摆幅相等时,就天平平稳；1 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 如不平稳,反旋K,放下横梁,调剂平稳螺母E 和 E ,反复调剂,使天平平稳,排除零点误差；4称衡：将待测物置左盘,砝码置右盘,增减砝码协作游码,使天平平稳；5读数： 复位, 登记砝码和游码读数；把
4、待测物体从盘中取出,砝码放回砝码盒,游码放回零位,称盘摘离刀口,天平复原；3.1.4 为爱护天平,必需遵守以下操作规程1天平的负载不得超过其称量,以免损坏刀口和压弯横梁；2在调剂天平、取放物体、取放砝码以及不用天平常,都必需将天平止动,以免损坏刀口；只有在判定天平是否平稳时才将天平启动；天平启动、止动时动作要轻,止动时最好在天平指针接近标尺中线刻度时进行；3待测物体和砝码要放在称盘正中；砝码不要直接用手拿取,而要用镊子夹取；称量完毕、砝码必需放回盒内固定位置,不要随便乱放；4天平的各部件以及砝码都要留意防锈蚀；3.1.5 两臂长度不等的误差排除天平两臂不等长,将带来系统误差,可用复称法来排除；
5、设 L左、L右分别代表横梁左右两臂的长度,物体的质量为M,先把待测物体放于左盘, M 1 克砝码放于右盘,使天平平稳；就有：ML 左 = M L 右1-1然后将物体放于右盘,M 2 砝码放于左盘,使天平再次平稳,就有：ML 右 = M L 左1-22 M 1 M 2 L 左 L 右式 1-1乘以式 1-2,得 ML 左 L 右M M 1M 21-3可见 M 为 M 1、M 2 的几何中值；考虑 M 1M 2 M 2,将式 1-3绽开,并略去高次项得MM1 M2M2 1M1M21M2 11M1M21M1M21-42M22M22M 即为 M 1 和 M 2 的算术平均值；3.2比重瓶1-2 所示,
6、是用玻璃制成的固定容积的容器,玻璃具比重瓶如图有不易与待测物起化学反应、热膨系数小、易清洗等优点,瓶塞与瓶2 名师归纳总结 图 1-2 比重瓶第 2 页,共 6 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 口密合,二者是经研磨而相配的,不行“ 张冠李戴 ”,瓶塞上有毛细管,盖紧瓶盖后,多 余的液体会顺着毛细管流出；使用比重瓶应尽可能保持其容积的固定,同时保持比重瓶 外的清洁干燥,毛细管中液面与瓶塞上外表平行；4 试验原理测量密度的方法：在肯定的温度和压力条件下,物质的成分和组织结构不同,单位 体积内所具有的质量也不同；我们用单位体积内的质量密度来表征物质这一特
7、性,即密度定义为4.1物理天平测量规章外形物体的密度m1-5V对于外形规章、密度匀称的物体,可以用米尺、游标卡尺、螺旋测微计测出物体的 体积,用物理天平测出其质量,代入公式1-5,求得密度；4.2 用比重瓶测不规章外形物体的密度将洁净的比重瓶图 1-2注满蒸馏水,用带有毛细管的磨石玻璃塞子缓慢地将瓶口 塞住,余外的液体从毛细管溢出,这样瓶内液体的体积是确定的,即比重瓶的容积；设比重瓶盛满水的质量为m水；待测固体在空气中的质量为m物,体积为V物,假设某种液 m溢,在室温下密1-6体的体积与待测固体体积相同,假如从比重瓶中溢出的液体质量为度为溢,就V物m溢m物,亦即溢物m物物m溢溢将质量为 m 物
8、的待测固体投入盛满水的比重瓶中,溢出水的体积就等于固体的体积,均为 V 物,设此时比重瓶及瓶内剩余的水和待测固体总质量为 m物,即m 总,就 m 总m 溢m 水m溢m水 m物m总1-7将式 1-7代入式 1-6得只要用天平称得m物m总溢1-8求1-8物m水m物m物,m水 和 m总,查表获得溢；就可以由式物,本实验中的液体是蒸馏水；4.3用比重瓶法测液体的密度m瓶,再在假设容积为V瓶的比重瓶中注满密度为水蒸馏测量干燥的空比重瓶质量水,测量出此时的总质量为m水,就 m 水m 瓶水V 瓶,由此可得出比重瓶的容积V3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6 页精选学习资料 - -
9、- - - - - - - V 瓶m 水m 瓶1-9水将比重瓶中的蒸馏水倒空,并用电吹风将比重瓶吹干,再将待测密度为 盐的盐水注入比重瓶,注满后再称盐水和比重瓶的总质量为 m 盐,就 m 盐 m 瓶 盐 V 瓶,即盐 m 盐 m 瓶 / V 瓶,将式 1-9代入,可得m 盐 m 瓶盐 水1-10m 水 m 瓶5 试验内容1用比重瓶法测量小玻璃珠的密度；2用比重瓶法测盐水的密度；6 试验指导6.1 记录初始量1记录物理天平的最大称量与分度值,填入表格；2用物理天平测量干燥的空比重瓶的质量6.2 用比重瓶法测量小玻璃珠的密度1用物理天平测量几十粒小玻璃珠的质量摸索测量时是否需要估读以及应读到哪一位
10、,m 瓶,将测量值填入表格；m 物,将测量值填入表格；2将比重瓶装满水,将瓶塞盖好后用吸水纸擦去瓶外及瓶口溢出的水,测量加满水 的比重瓶质量 m水,将测量值填入表格；3将小玻璃珠轻轻放入比重瓶中,用细金属条把比重瓶中小玻璃珠外表气泡赶掉,盖上瓶塞,用吸水纸擦去瓶外及瓶口溢出的水,测量小玻璃珠和加满水的比重瓶的总质 量 m总,将测量值填入表格；6.3 用比重瓶法测盐水的密度倒出上一个试验中比重瓶里的水和小玻璃珠,注满盐水,盖上瓶塞,用吸水纸擦去瓶外及瓶口溢出的盐水,测量加满盐水的比重瓶质量 6.4 留意事项m盐,将测量值填入表格；1在调剂天平、取放物体、取放砝码以及不用天平常,都必需将天平止动,
11、以免损 坏刀口；只有在判定天平是否平稳时才将天平启动；天平启动、止动时动作要轻,止动 时最好在天平指针接近标尺中线刻度时进行；2待测物体和砝码要放在称盘正中；砝码不要直接用手拿取,而要用镊子夹取；称 量完毕、砝码必需放回盒内固定位置,不要随便乱放,并盖好盒盖；3每测量一种待测物的质量前,都应对天平进行调零；4必需将测量质量时所用的小玻璃珠全部放入比重瓶,不得漏掉任何一粒；5用细金属条赶走比重瓶中小玻璃珠的外表气泡时,动作应轻缓,不能把比重瓶的 薄壁碰破；4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6试验终止后,将比重瓶清洗
12、洁净,外外表擦干,用电吹风把比重瓶内部吹干；7比重瓶的瓶塞与瓶口密合,二者是经研磨而相配的,不行“ 张冠李戴 ” ；8比重瓶中装有液体之后,应防止用手握着瓶身,以免使液体温度发生转变,可握住瓶口的位置；9试验终止后将小玻璃珠晾开；7试验数据处理读到的数位 _ 单位 g 7.1数据记录表格表 1-1 各待测物的质量最大称量 _ 分度值 _ 是否估读 _ 测量项目m 瓶m 物m 水m 总m 盐测量值7.2 数据处理要求写出具体的运算步骤1用比重瓶法测量小玻璃珠的密度,求出各物理量的标准表达式待测物的质量 m物标准表达式的求法：由于该物理量是单次测量,因此平均值即测量值,且不存在A 类不确定度：B
13、类不确定度：仪_ g,仪仪；合成不确定度：溢m物仪；3标准表达式：m 物m 物m 物gkg；m总,其标准表达加满水的比重瓶质量m水以及小玻璃珠和加满水的比重瓶的总质量式的求法同上,最终结果留意将g 转换为 kg；3 1.0 10 kg m3待测物密度物标准表达式的求法：平均值：物m水m物m总溢,其中溢为常数, 取m物2m水2m总2；不确定度：物物1m水1m 总2m物2m 水1m总m 物m 物m 物标准表达式：物物物kg m-3；2用比重瓶法测量盐水的密度,求出各物理量的标准表达式空比重瓶的质量 m 瓶和加满盐水的比重瓶质量 m 盐,其标准表达式的求法与上一个实验中待测物的质量 m 物标准表达式的求法相同,加满水的比重瓶质量 m 水就在上个试验中已经求出；盐水密度 盐标准表达式的求法：5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 平均值：盐水m 盐m 瓶,其中水为常数,取水3 1.0 10 kg m3m 水m 瓶不确定度：盐盐盐m 盐m 盐2m 水m 水21m 瓶m 水1m 瓶2m 瓶2标准表达式：m 瓶m 瓶m 盐kg m-3盐盐6 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页