用天平测量质量 (2).doc

1. 姓名：翟旭明 学号：PB05210058 实验组号：27 组内编号：9 2. 实验题目：用天平测量质量 3. 目的要求：本实验要求学生了解天平的类型及结构特征，掌握用天平精确称量物体质量的基本方法，学会测定物质密度的基本方法，学会消除天平不等臂误差的方法和间接测量的数据处理方法。 4. 仪器用具：分析天平（精度0.1mg）、待测铜块、待测锌粒、烧杯、比重瓶、普通温度计（精度1℃）、游标卡尺（精度0.02mm）。 5. 实验原理：1、卡尺法：物体密度。2、流体静力法：。3、比重瓶法： 。 6. 实验内容：1、用天平卡尺法测量铜圆柱体的密度和A类不确定度。2、用流体静力称衡法测定铜圆柱体的密度和合成不确定度。3、用比重瓶法测定锌粒的密度。 7. 数据表格： 1、天平卡尺法测量铜圆柱体的密度。 圆柱体质量m/g 163.69546 163.69542 163.69538 圆柱体直径D/mm 24.9 24.92 24.96 24.96 24.92 24.94 圆柱体高h/mm 40.02 40.08 40.04 40.02 39.94 39.92 2、流体静力称衡法测定铜圆柱体的密度。 圆柱体在空气中质量m0/g 163.69546 163.69542 163.69538 圆柱体在水中质量m1/g 144.34430 144.34420 144.34422 水温T/℃ 19.5 19.7 3、比重瓶法测定锌粒的密度。 空比重瓶质量m0/g 瓶加锌质量m1/g 瓶加锌加水质量m2/g 瓶加水质量m3/g 27.18059 120.01470 156.66636 78.32120 8. 数据处理及结果： 内容1：用天平卡尺法测量铜圆柱体的密度和A类不确定度。 利用公式和计算出m、D、h的平均值和A类不确定度如下： Mean uA 圆柱体质量m/g 163.695420 0.000023 圆柱体直径D/mm 24.933330 0.009890 圆柱体高h/mm 40.003330 0.024990 依此计算密度和密度的合成A类不确定度。 故结果可以表示为： 内容2：用流体静力称衡法测定铜圆柱体的密度和合成不确定度。 利用公式、、和计算出圆柱体在空气中质量m0和圆柱体在水中质量m1的平均值、A类不确定度、B类不确定度和合成不确定度： 圆柱体在空气中质量m0/g 圆柱体在水中质量m1/g Mean 163.69542 144.34424 uA 0.0000230940 0.0000305505 tP 1.32 1.32 Δ仪 0.0013 0.0013 Δ估 0.00005 0.00005 uB 0.0004336537 0.0004336537 U 0.0004347239 0.0004355247 根据始末水温，计算平均水温19.6℃。查表知19.5℃和20.0℃时，纯水的密度分别为0.998331g/cm3和0.998229 g/cm3。利用下面的方法计算19.6℃时水的密度： 水温大致误差约为1℃，计算出大致误差： 利用如下公式计算圆柱体密度ρ： 利用公式计算圆柱体密度ρ的合成标准不确定度得： 因而最终的结果为： 比较前两个实验内容的不确定度得知，流体静力称衡法比天平卡尺法测量的结果较为精确，可能主要是因为圆柱体本身不是很规则，因此用卡尺测量其体积与实际体积偏差较大，导致整个实验的不确定度升高，降低结果的精确度和可信度。 内容3：用比重瓶法测定锌粒的密度。 利用如下公式计算锌粒的密度ρ： 此结果小于实际锌的密度，估计原因是因为将锌和水同时加入比重瓶时，没能完全排出锌粒之间的气泡所致。 9. 作业题： 思考题2 方法 天平卡尺法 流体静力称衡法 比重瓶法 特点 测量精度很大程度上依赖于对体积的测量，因而对被测物体的形状要求较高。 对被测物体的形状要求较低，但是被测物体的密度一定要大于该流体、不能溶于该液体。而且流体的挥发性要弱。 对被测物体的形状要求较低，但是要求被测物体不能溶于该液体，体积不能太大，要能装入比重瓶中。 适用范围 规则几何体 较重的物体 数量大的细碎物体 例子 砖块 塑料、金属块 塑料、金属小颗粒 10. 讨论：