物理科学与技术学院
1
实验课题：测物体的密度物理科学与技术学院
2
1,掌握矿山天平的结构、使用方法及操作规范。
2,掌握用流体静力称衡法测定密度的原理。
3,测定外形不规则固体和液体的密度。
一 实验目的本次课 重点 是要掌握矿山天平的使用方法，
以及流体静力称衡法的原理。这也是本次实验课的 难点 。
物理科学与技术学院
3
二 实验仪器
矿山天平（含砝码）
玻璃烧杯
型支架
外形不规则的蜡块（待测物）
外形不规则的铜块（辅助物）
乙醇 （待测液体）
物理科学与技术学院
4
三 实验原理物质密度,M
V
由天平称出
？
阿基米德定律,F V g
浮 水
1,待测固体 1 1M 2M
1M
：空气中质量
2M
：水中 表观质量
1Mg
F浮 2Mg
有：
12M g M g V g 水 1
12
M
MM 水物理科学与技术学院
5
2,待测固体 1
3m
0m
：辅助物（铜块）空气中质量
1m
：辅助物（铜块）水中表观质量
2m
：待测物（蜡块）空气中质量
3m
：铜块和蜡块在水中表观质量
02()m m g?
F浮 3mg
有：
3 0 2()F m g m m g浮而：
01()F V g V g V g m m g浮 水 水 水代入得,2
1 2 3
m
m m m 水物理科学与技术学院
6
3,待测物为液体
0m
：辅助物（铜块）在空气中质量
1m
：辅助物（铜块）在水中表观质量
4m
：辅助物（铜块）在待测液体（乙醇）中表观质量由,04
01
()
()
V g m m g
V g m m g
液水
04
01
mm
mm
液 水物理科学与技术学院
7
四 矿山天平的结构和使用方法
1 2
76
5
4
3
8 9
1,底座调平螺丝
2,手轮
3,刻度盘
4,指针
5,挂钩
6,平衡螺丝
7,中刀口
8,支撑螺丝
9,边刀口
1,矿山天平的结构物理科学与技术学院
8
2,矿山天平的主要技术参数：
称量,是指天平所能称量的最大质量值（满载值），
常以克为单位表示。
感量,是使天平指针从平衡位置偏转到刻度盘一最小分度所需的质量（即天平的最小分度值），常以毫克为单位。
提问 该型号矿山天平的称量和感量各是多少？
物理科学与技术学院
9
3,矿山天平的调节和使用方法：
转动手轮使横梁落下，观察 三个刀口,两个支撑螺丝 是否到位，否则调整之。
调节调平螺丝，使底座上水准仪气泡在圆圈刻线中间位置，表示天平底座已调到水平位置 。
微微升起横梁，观察指针是否指在刻度盘的正中间刻线。若不是，则 放下横梁 调其左、右两边的平衡螺丝,再次升起横梁 观察是否平衡，如此反复调节，直至横梁平衡。
（ 1）调节方法物理科学与技术学院
10
（ 2）使用方法单次称量,在横梁制动的状态下，按“左物右码”放好被测物和砝码，微微升起横梁观察指针偏转情况，
然后放下横梁，增减砝码，直到横梁平衡。
复称法,为了消除横梁两边不等臂引起的系统误差，
采用复称法，原理如下：
物 m 码
1m
1l 2l
物 m码
2m
1l 2l
由杠杆原理左物右码时：
1 1 2m l m l?
左码右物时：
2 1 2m l m l?
得：
12m m m
物理科学与技术学院
11
五 实验内容和实验步骤
1,按上述方法调整好天平。
2,分别称量出铜块和蜡块在空气中的质量、，每种质量采用交换法各测 2次，分别记录数据，并求出几何平均值（下同）。
3,称量铜块完全浸没于乙醇中的表观质量。
4,称量铜块完全浸没于水中的表观质量。
5,称量腊块和铜块完全浸没于水中的共同表观质量。
物理科学与技术学院
12
1,被测物和砝码的取放必须在天平处于制动状态下进行，且一定要用镊子取放，特别是砝码绝不可用手直接拿取。
2,使用过程中操作动作一定要轻，这样既可以使天平很快稳定，又可避免损坏天平。在称衡液体中的质量时，不可将液体洒落于天平的称盘和底座上。
3,指针偏转不到一小格时，才能纪录数据，要注意对不到最小分度值的部分进行估读。
4,称表观质量时，注意物体不能与杯壁或杯底接触，
也不能露出液面。
5,称衡顺序依次为：空气中、乙醇中、水中，这样可以避免待测物因沾上液体而使其质量发生变化，同时还能避免因水的稀释而使乙醇的密度减小。
六 实验注意事项物理科学与技术学院
13
七 实验数据处理
1,各称量值只有 B类不确定度，且都相同。
1 0 0 1 0 0 0 4
3,,( )BU U g
2,蜡块密度的不确定度：
22
1 3 2
2
1 2 3
2()
()
m m mUU
m m m?
蜡水
3,乙醇密度的不确定度：
2 2 2
4 1 0 4 0 1
2
01
( ) ( ) ( )
()
m m m m m m
UU
mm?
乙水
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实验课题：测物体的密度物理科学与技术学院
2
1,掌握矿山天平的结构、使用方法及操作规范。
2,掌握用流体静力称衡法测定密度的原理。
3,测定外形不规则固体和液体的密度。
一 实验目的本次课 重点 是要掌握矿山天平的使用方法，
以及流体静力称衡法的原理。这也是本次实验课的 难点 。
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3
二 实验仪器
矿山天平（含砝码）
玻璃烧杯
型支架
外形不规则的蜡块（待测物）
外形不规则的铜块（辅助物）
乙醇 （待测液体）
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三 实验原理物质密度,M
V
由天平称出
？
阿基米德定律,F V g
浮 水
1,待测固体 1 1M 2M
1M
：空气中质量
2M
：水中 表观质量
1Mg
F浮 2Mg
有：
12M g M g V g 水 1
12
M
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2,待测固体 1
3m
0m
：辅助物（铜块）空气中质量
1m
：辅助物（铜块）水中表观质量
2m
：待测物（蜡块）空气中质量
3m
：铜块和蜡块在水中表观质量
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有：
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01()F V g V g V g m m g浮 水 水 水代入得,2
1 2 3
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m m m 水物理科学与技术学院
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3,待测物为液体
0m
：辅助物（铜块）在空气中质量
1m
：辅助物（铜块）在水中表观质量
4m
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四 矿山天平的结构和使用方法
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1,底座调平螺丝
2,手轮
3,刻度盘
4,指针
5,挂钩
6,平衡螺丝
7,中刀口
8,支撑螺丝
9,边刀口
1,矿山天平的结构物理科学与技术学院
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2,矿山天平的主要技术参数：
称量,是指天平所能称量的最大质量值（满载值），
常以克为单位表示。
感量,是使天平指针从平衡位置偏转到刻度盘一最小分度所需的质量（即天平的最小分度值），常以毫克为单位。
提问 该型号矿山天平的称量和感量各是多少？
物理科学与技术学院
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3,矿山天平的调节和使用方法：
转动手轮使横梁落下，观察 三个刀口,两个支撑螺丝 是否到位，否则调整之。
调节调平螺丝，使底座上水准仪气泡在圆圈刻线中间位置，表示天平底座已调到水平位置 。
微微升起横梁，观察指针是否指在刻度盘的正中间刻线。若不是，则 放下横梁 调其左、右两边的平衡螺丝,再次升起横梁 观察是否平衡，如此反复调节，直至横梁平衡。
（ 1）调节方法物理科学与技术学院
10
（ 2）使用方法单次称量,在横梁制动的状态下，按“左物右码”放好被测物和砝码，微微升起横梁观察指针偏转情况，
然后放下横梁，增减砝码，直到横梁平衡。
复称法,为了消除横梁两边不等臂引起的系统误差，
采用复称法，原理如下：
物 m 码
1m
1l 2l
物 m码
2m
1l 2l
由杠杆原理左物右码时：
1 1 2m l m l?
左码右物时：
2 1 2m l m l?
得：
12m m m
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五 实验内容和实验步骤
1,按上述方法调整好天平。
2,分别称量出铜块和蜡块在空气中的质量、，每种质量采用交换法各测 2次，分别记录数据，并求出几何平均值（下同）。
3,称量铜块完全浸没于乙醇中的表观质量。
4,称量铜块完全浸没于水中的表观质量。
5,称量腊块和铜块完全浸没于水中的共同表观质量。
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12
1,被测物和砝码的取放必须在天平处于制动状态下进行，且一定要用镊子取放，特别是砝码绝不可用手直接拿取。
2,使用过程中操作动作一定要轻，这样既可以使天平很快稳定，又可避免损坏天平。在称衡液体中的质量时，不可将液体洒落于天平的称盘和底座上。
3,指针偏转不到一小格时，才能纪录数据，要注意对不到最小分度值的部分进行估读。
4,称表观质量时，注意物体不能与杯壁或杯底接触，
也不能露出液面。
5,称衡顺序依次为：空气中、乙醇中、水中，这样可以避免待测物因沾上液体而使其质量发生变化，同时还能避免因水的稀释而使乙醇的密度减小。
六 实验注意事项物理科学与技术学院
13
七 实验数据处理
1,各称量值只有 B类不确定度，且都相同。
1 0 0 1 0 0 0 4
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2,蜡块密度的不确定度：
22
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蜡水
3,乙醇密度的不确定度：
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乙水
