8.物体密度的测量

一．实验目的

1、掌握物理天平秤衡法；

2、掌握用流体静力秤衡法测量不规则固体密度； 3、掌握用比重瓶法测小粒固体密度。

二、实验仪器

物理天平（感量0.1g，称量1000g）、砝码、比重瓶（100ml）、烧杯（450ml）、温度计（50°/0.1°）、待测大块固体，待测小粒固体等。

三、实验原理

1．流体静力称衡法测量非均匀实心物质

设某一不规则实心物质在空气中的质量m1，其浸没在密度为ρ0的液体中的视质量m2（设该物质的密度大于液体）根据阿基米德原理，浸没在液体中的物质所受浮力的大小等于它所排开液体的重量，可知该物质的体积为：

由此得待测大块物质的密度：

2．比重瓶法

使用传统方法测量细小、颗粒状的实心物质存在较大的误差，因此，在本实验中引入比重瓶，通过定容法测量该种类物质的密度。比重瓶是容积固定(恒定温度下)的容器，用玻璃制成，其瓶塞是一个中间有毛细管的磨口塞子。使用时，注入液体到瓶口，用塞子塞紧，多余的液体就会通过毛细管流出，从而保证

比重瓶的容积恒定。

设待测粒状实心物质的质量为m1，所选用比重瓶盛满已知密度ρ0的液体后瓶和液体的总质量为m2，然后把待测物质装入比重瓶中，排出多余的液体后三者总质量为m3，则排出液体的体积即为质量为m1的粒状物质的体积：

可得待测粒状物质的密度为：

可见，两种方法都是根据阿基米德定律，通过易于测量的被排出水体积得到不易测量的物质体积，从而求出该物质的密度。当然，所测物质不能溶于实验所用液体。

四、实验内容

1.物理天平的调节：

（1）调节水平：通过调节底脚螺母，使得底座上水准仪中的气泡处于中间位置；

（2）调节零点：把托盘挂到刀口上，游码归零，轻启横梁，观察指针偏转方向，关闭天平，合理调节平衡螺母，使得打开天平时，指针指向零；

（3）检查灵敏度：移动游码0.1g，记录指针偏离格数，计算感量和灵敏度。 （4）记录室温，查表得到实验环境下水的密度。 2.用流体静力秤衡法测铜块密度

（1）用物理天平测量铜块在空气中的质量； （2）用烧杯取适量水，放置到托架上；

（3）把待测铜块完全浸没在水中，测量此时铜块的视质量。 3.比重瓶法测铅粒的密度

（1）取适量的铅粒（大于100g），采用复秤法测量铅粒的质量；

（2）取一比重瓶，并装满水，擦干瓶壁外侧的水分，用复秤法测量该质量；

（3）把待测铅粒完全装在比重瓶中，并装满水，擦干屏蔽外侧的水分，用复秤法测量带有待测铅粒并装满水的比重瓶质量。 4.实验提示

（1）不能再横梁悬空状态下调节左右配平螺丝或加减砝码；不能用手抓砝码，应用镊子夹。 （2）采用流体静力秤衡时，必须保证进入液体后物质的性质不变。

（3）实验前应清洁物体表面，避免占有灰尘、油脂等；悬挂在液体中的物质，若附上气泡会影响浮力，注意消除。

（4）比重瓶内壁及小粒物质若附上气泡影响测量的体积，注意消除。