间接测量不规则物体的密度
间接不规则物体密度测量
王鹏飞 郭家汶 李梦雪
一、实验目的
掌握流体静力法测量不规则物体的密度！
掌握用流体静力称衡法测定密度的原理。
掌握测量密度的几种方法。
掌握测量的误差分析方法。
二、实验仪器
物理天平（含砝码）（弹簧测力计）
玻璃烧杯
待测物体等
三、实验原理
1、用流体静力法测定外形不规则固体的密度
这一方法的基本原理时阿基米德原理，即物体在液体中所受的浮力等于它所排开液体的重
量，如果不计空气的浮力，物体在空气中的重量为W=m1g，它浸在液体中的视重W1=M2g，
则物体所受的浮力
F=W-W1=（M1-M2）g
式中得M1和M2视该物体在空气中及全浸入液体中称时相应的天平砝码质量，因为物体所
受浮力等于物体所排开液体的重量，即
F=ρVg
式中，ρ是液体的
液体的体积，也是物体的体积。 所以有 F浮水Vg其中M1，M2,ρ水可以查表
这种方法避开了不易测量的不规则体积V，
水的密度在不同温度下既可以查出
• 2.待测物体密度小于液体密度时的测定
• 如果待测物体密度ρ1小于液体密度ρ，则在测定不规则物体密度ρ时，先称物体
在空气中相应于天平砝码的质量m2，然后，在物体上栓上一个重物，先使待测物体
在液面之上而重物全部浸在液体中进行称衡，相应的砝码质量为m3。再将待测物体
连同重物全部浸没在液体中进行称衡，相应的砝码为m4.则物体在液体中的浮力
• F=（m3-m4)g
• 所以——F=(m3-m4)g=ρVg
• ρ1=m2ρ/(m3-m4)
3液体密度的测量
如果要测量液体密度ρ2，可以先将一重物分别为m和m1，再将该重物浸没在待测液体中
称衡，相应的砝码质量为m5，根据阿基米德原理，重物待测液体中所受的浮力
F=（m-m5)g=ρ2Vg
重物在密度ρ的液体中所受浮力F’=（m-m1）=ρVg
所以ρ2=（m-m5）ρ/（m-m1）
知道m，m1，m5，和ρ，即求出液体的密度
四：实验内容和实验步骤：
1，测量物体在空气中的质量m1测量三次
2，测量物体在水中质量m2测量三次
3，每次测量数据记录下来
注意事项：1、被测物和砝码的取放必须在天平处于平衡状态下进行，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。
五：创新：
大家家里都不可能都有量筒，天平等。测量不规则物体密度，能不能不用那么多专业仪器就能测呢？
仪器；用刻度尺，烧杯2个（粗细均匀的瓶子也行）测密度
实验步骤：如下
1，把小烧杯漂在大烧杯中，用刻度尺记下水的高度h1
2，把物体放在小烧杯中，用刻度尺记下水的高度h2
3，把物体沉在水底，小烧杯仍漂在大烧杯中，记下水的高度h3
由于大烧杯的粗细均匀，体积的比等于高度的比
公式：G物=F浮 Mg=ρ水 g（V2-V1） M=ρ （V3-V1）
所以ρ= （V2-V1）*ρ水/ （V3-V1）
所以上式等于 ρ= （h2-h1）*ρ水/ （h3-h1）
六；误差分析
直接测三组数据即水面的高度就可以测得物体的体积
物体的质量受空气浮力的影响，而且天平不能达到很高的平衡条件（天平两臂不一定平衡） 水的密度受温度的影响，实验中没测量水的温度！
水的密度作为测物体密度的量度，水是纯净的吗？那么可以把水换为已知密度的某种液体也行！
密度受到所有实验数据误差的影响！多次测量能减少误差，因而实验会更精确！