（一）固体密度的测量

实验目的

1.测量规则固体的密度；

2.测量不规则固体的密度。

实验仪器和用具

杠杆天平、直尺、杯子、已知质量的物体、规则固体和不规则固体等。

实验原理

单位体积的物体所具有的质量称为密度。若一物体质量为m，体积为V，则其密度为 $\rho = \frac{m}{V}$

对于规则物体，可以直接通过测量物体质量、体积，来计算其密度。

对于不规则物体，利用静力称衡法计算其密度。

实验内容

1.自制杠杆天平

2.测规则物体密度

(1)被测规则物体为：三阶魔方

(2)使用自制天平，称出规则物体的质量（约为9枚第五套1元硬币的质量） m = 9*6.05g =0.05445kg

(3)用直尺测量规则物体的几何尺寸，计算其体积V= 5.6cm*5.6cm*5.6cm=0.000175616 $m^{3}$

(4)计算该规则物体的密度ρ=m/V=310.1kg/ $m^{3}$

3.用静力称衡法测量不规则物体的密度

(1)被测不规则物体为：玩具小车

(2)称出物体在空气中的质量（约为3枚第五套1元硬币加1枚1角硬币的质量）m1=3*6.05g+1*1.15g=0.01930kg

(3)细线系住不规则物体，将不规则物体全部浸没再水中，将细线挂在自制天平上，测出不规则物体在水中的质量（约为2枚第五套1元硬币的质量） m2=2*6.05g=0.01210kg

(4)计算该规则物体的密度 $\rho =\frac{m_{1}}{V}=\rho _{0}\frac{m_{1}}{m_{1}-m_{2}}=$ 2.681× $10^{3}$ kg/ $m^{3}$

思考题

1.当物体的密度小于水时，静力称衡法是否适用？为什么？

不适用。密度小于水会漂浮在水面上，无法测量物体在水中的质量

2.把物体刚刚没入水中进行测固体的质量好，还是没入水中多一点好？实际测一下有什么影响？

不论刚刚没入水中还是没入水中多一些，排开水的体积没有变化，说明m2没有变化，所以不影响实验结果。实验中，选择一长一短两根拴物体的绳子，用短的一根称物体刚刚浸没水中的质量，长的一根称物体全部浸没水中的质量。得到m2结果相同。

3.根据实验原理和过程，分析引起误差的因素，至少写出3条。

①在称量物体质量时，交换待测物体与已知质量物体前，要重新调平天平，否则造成误差

②已知质量的物体的实际质量有误差，比如本实验中选用的一元硬币，尽管选择的制造年代相近，但质量可能存在略微差别

③选用做天平的木棍（筷子）一头大一头小，放在水平的瓶盖上，虽然很容易平衡，但是天平两端在测量质量时，有可能会因为筷子的质量分布不均而产生误差

4.根据实验数据做分析，并对本实验中可能存在的问题作简要论述。

由于“水的密度：1000kg/ $m^{3}$ ＜不规则物体密度：2681kg/ $m^{3}$ ”，实验结果符合实际。

实验中存在的问题：制作天平时，一开始选定的材料不够好，天平中木棍下的瓶盖应该换成其他更细的东西支撑，这样避免天平在平衡过程中，瓶盖给木棍的支持力对实验产生的影响，应该会使实验更准确。实验过程中，天平放置的地方要水平。在测量不规则物体的两次质量时，应该先测量在空气中的质量，再测量在水中的，顺序不能够颠倒，否则会有附着在不规则物体上的水的质量，导致数据出现错误。

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