自制杆秤测密度.doc

普通物理实验设计性实验方案 实验题目： 自制杆秤测白醋密度 班 级： 物理学 2011级（1）班 学 号： 2011433147 姓 名： 雷 小 亚 指导教师： 粟 琼 凯里学院物理与电子工程学院 2013 年3月 要求：在不提供天平的情况下自制天平，完成对物体密度的测量。 序言 密度是反映物质特性的物理量，物质的特性是指物质本身具有的而又能相互区别的一种性质，人们往往感觉密度大的物质“重”，密度小的物质“轻”一些，这里的“重”和“轻”实质上指的是密度的大小。 质量是物体所含物质的多少。所含物质减少，所以质量减少。密度是物质的一种特性，它不随质量、体积的改变而改变，同种物质的密度不变。 密度是物质的一种铁性，与物质的种类有关，与质量、体积等因素无关，不同的物质，密度一般是不相同的，同种物质的密度则是相同的。密度在生产技术上的应用，可从以下几个方面反映出来。 可鉴别组成物体的材料。 2.可计算物体中所含各种物质的成分。 3.可计算某些很难称量的物体的质量。 4.可计算形状比较复杂的物体的体积。 5.可判定物体是实心还是空心。 6.可计算液体内部压强以及浮力等。 由此可见密度在科学研究和生产生活中有着广泛的应用。对于鉴别未知物质，密度是一个重要的依据。“氩”通过计算未知气体的密度发现的。经多次实验后又经光谱分析，确认空气中含有一种以前不知道的新气体，把它命名为氩。在农业上可用来判断土壤力，含腐殖质多的土壤肥沃，其密度一般为2.3×103千克/米3。根据密度即可判断土壤的肥力。在选种时可根据种子在水中的沉、浮情况进行选种：饱满健壮的种子因密度大而下沉；瘪壳和其他杂草种子由于密度小而浮在水面。在工业生产上如淀粉的生产以土豆为原料，一般来说含淀粉多的土豆密度较大，故通过测定土豆的密度可估计淀粉的产量。又如，工厂在铸造金属物之前，需估计熔化多少金属，可根据模子的容积和金属的密度算出需要的金属。 一、实验原理 1.杆秤： 如图1所示，两端粗细不均匀的秤杆、秤钩（或秤盘）、提纽可看做一个整体，设其重量为，重心在B点处，设秤砣的重量为，O点是固定提钮处，也是杠杆的支点，A点处有一挂钩。 （1）当挂钩上不挂物时，秤锤（质量为m锤）应移到杆秤上C点，使杠杆受到杆秤重力G秤和秤砣重力G锤二力作用下，能在水平位置保持平衡。由杠杆平衡条件有 ① 当称量的货物为时，移动秤砣至D点，使杆秤水平平衡，如图2所示，则有 ② 联立①、②式，得： 有重力公式得： 则有：③ 从③式可以看出：被测物的质量m物与L成正比，所以秤杆上表示质量值得刻度是均匀分布的。所以，在制作杆秤的刻度时，选择一标准质量为n g的物体挂在秤钩上，提起提纽（物体离开地面），移动所配的秤砣至D点，（如图2所示），杆秤在水平位置平衡时，D点的刻度即为n g,若把B、D间的长度平分100等份，则每份的分度值均为 g，D点至秤尾可同样刻度，取同样的分度值，秤尾的刻度值则是该杆秤的最大量程。密度的测量： (3)用公式法：若物体的质量为m、体积为V，密度为ρ，则根据密度定义有ρ=m/V，利用该公式设计实验方案测量密度 2.自制杠杆秤步骤 自制杆秤：材料：木棒、刀、砂纸、钉子、细线，水甁 (1)选取一根坚韧的木棒，用小刀将其削成一端粗，一端细，粗端向细端逐步过渡的形状，并使其表面光滑，因杆秤的粗端重量不够，还可以在粗端缠绕细铁丝，以增加其重量，使杆秤的重心尽量的靠近粗端； (2)在粗端合适的位置安一个挂钩，用细线悬挂带挂钩的秤杆，看细线套在什么位置能使杠杆在水平位置平衡，在套绳处作上记号表示重心B点的位置； （3）在重心B点向秤杆移动2cm左右钻一个小孔，将提钮安在小孔里，以保证在秤东西时提钮不会左右移动； （4）选取一块物体系上一细线就可以做成一个秤砣，再用天平称出其质量m秤； （5）用小铁盘做成一个秤盘，并用细线系好，挂在挂钩上； （6）在不挂重物时，手提提钮，移动秤砣使秤杆在水平位置平衡，秤砣线在秤杆上的位置即零刻度线，用笔画上刻线； （7）放上一已知质量的物体（比如硬币），找出n克物体平衡时秤砣的位置，此即为n克物体的位置； （8）在零刻度线与n克位置之间平分，假如平分m个小格，则每一小格代表n/m克。 3.杆秤系