测量固体和液体的密度物理实验三固体和液体的密度测定实验三固体和液体的密度测定【实验目的】1.了解物理天平的构造原理，掌握其调整和使用方法。
2.学习用流体静力称衡法测定不规则固体的密度。
3.了解比重瓶测密度的原理，掌握其使用方法。
【实验仪器】物理天平、砝码、比重瓶、铝块、石蜡块、酒精、水、细线。
【实验原理】若一个物体的质量为m，体积为V，则其密度为mV （1）可见，通过测定m和V可求出ρ，m可用物理天平精确称量，而物体体积的精确测量在密度测量中是个主要问题，可根据实际情况，采用不同的测量方法。
（一）流体静力称衡法测不规则固体的密度浸在液体中的物体要受到向上的浮力。
根据阿基米德原理，物体在液体中受到的浮力，等于它所排开液体的重量F0Vg （2）式中0是液体的密度；当物体全部浸没在液体中时，排开液体的体积V就是物体的体积；g为重力加速度。
如果将固体物体（如待测的铝块）分别在空气中和全部浸没在液体（纯净水）中称衡，可得到两个重量mg和m1g，此时物体在液体中受到的浮力为F mg m1g0Vg （3）由此可得，物体的密度mm m1 （4）式中m是物体在空气中称衡时相应的质量；m1是物体全部浸没在液体中称衡时相应的质量。
如果被测物体的密度小于液体的密度（如待测的蜡块），为使被测物体全部浸没在液体中，可采用在被测物体下面拴一重物的方法[如图1]。
实验时，分别进行三次称衡。
首先在空气中直接称衡被测物体的质量m0。
再将被测物体置于液面之上，而重物全部浸没在液体中称衡[如图1（a）]，此时天平砝码质量为m2。
最后把被测物体连同重物一起全部浸没在液体中，进行称衡[如图1（b）]，此时天平砝码质量为m3。
则物体在液体中所受浮力为F(m2m3)g0Vg （5）因此，物体密度为m0m2m3 （6）（二）比重瓶法测定液体密度对液体密度的测定可用流体静力“称量法”，也可用“比重瓶法”。
比重瓶如图2所示。
在比重瓶注满液体后，当用中间有毛细管的塞子塞住时，多余的液体就从毛细管溢出，这样瓶内盛有的液体的体积就是固定的。
测密度的方法测量密度的方法颇多,在此略略介绍几种测量密度的方法,供大家参考。
一、利用密度计测密度测量液体的密度时，可将密度计放入待测液体中〔液体应有足够的深度〕，待密度计稳定后，可直接从密度计上读出液体的密度。
二、利用密度的定义测物质的密度由密度的定义式ρ=m/v可知，要求到物质的密度，必需先直接或间接测出物体的质量和体积，再根据ρ=m/v计算出物质的密度。
其测量的方法有：〔一〕有天平，有量筒测物质的密度例1：现有天平、量筒、细线、水和金属块，请说出测金属块密度的办法和表达式。
过程与方法：(1)、用天平称出金属块的质量m；(2)、在量筒中加适量水，记下水面所对刻度V1；(3)、用细绳系住金属块放入量筒中，记下水面上升后所对刻度V2。
表达式：ρ=m/〔V2-V1〕例2：现有天平、量筒、烧杯和盐水，如何测出盐水的密度？写出其表达式。
过程与方法：(1)、在烧杯中装入适量的盐水，用天平测出其总质量m1；(2)、将烧杯中的盐水倒部分到量筒中，再用天平测出剩下的盐水与烧杯的总质量m2；(3)、测出量筒中盐水的体积V。
表达式：ρ=(m1-m2)/V例3：现有天平，量筒、河沙、水、生石灰能否用上述器材测出生石灰的密度，写出其表达式。
过程与方法：(1)、用天平测出生石灰的质量m；(2)在量筒中装入适量河沙，将生石灰放入量筒后再向量筒中放入适量的河沙，记下这时的体积V1；(3)、取出生石灰后，记下这时的体积V2。
表达式：ρ=m/(V2-V1)说明：对于生石灰这类会与水反应的物质，不能选择“排水法〞测体积，只可用“排沙法〞，“排油法〞等方法测体积。
例4：现有石蜡块、水、针、天平、量筒，试测出石蜡的密度。
过程与方法：(1)、用天平测出石蜡块的质量m；(2)、在量筒中装入适量的水，记下这时的体积V1；(3)、用针扎石蜡块让其浸没量筒里的水中，记下这时量筒里的体积V2。
表达式：ρ=m/〔V2-V1〕说明：对于漂浮物体，虽不能直接用排水法测物体体积，但可采用针扎或下吊重物拉的方法让其浸没水中来测出其体积，从而测出其密度。
密度的测定的三种基本方法一：质量体积法——测定密度的基本方法根据密度的定义ρ=m/v可知：只要能测出物体的质量和体积，就可以计算出物质的密度。
这种方法用到（1）如果物块可以沉于水中：先在量筒中放入适量的水，记下体积V1，然后用细线系好待测物块慢慢放入水中浸没，并且抖动几下细线，排去物块周围吸附的气泡，读出总体积V2，则物块的体积V=V2-V1（放入物块时不能有水溅出）。
（2）如果物块不能沉于水中：一种方法可以用细铁丝或小钢针将物块按入水中，其它方法同上。
还可以用小铁块辅助下沉法：先用细线系好小铁块放入量筒的水中，记下总体积V1，然后取出小铁块并和待测物块捆在一起放入量筒的水中，记下总体积V2，待测物块的体积是V=V2-V1（这种方法要保证不要有水损失）。
（3）如果待测物体溶解于水时，可以考虑用细砂或其它粉状物体来代替水完成体积的测定，既让待测物块“浸没”在细砂等粉状物体中。
当然，上面所说的物块都是比较小的。
如果是测量铅球的密度怎么办呢用天平和量筒是肯定不行的。
我们必须用生活中的杆秤或磅秤来测量质量；用溢水杯、烧杯、水才能测量它的体积：取一只大小合适的溢水杯并装满水，然后将待测物块放入水中，用烧杯接住溢出的水，再用量筒分次测出水的总体积，就的天平测出它的总质量M1，然后将部分液体倒入量筒中（最好使体积为整数，方便密度的计算），读出体积V，最后再测出烧杯及剩余液体的总质量M2，则液体的密度ρ=（M1-M2）/V。
（这种方法要求水的密度必须是准确的）(1)测液体的密度取两只同样的烧杯，在相同的位置做一个标记，然后用天平测出每只烧杯的质量M0；再将烧杯中分别装入水和待测液体到标记处（保证液体的体积相等），测出它们的总质量M水和M液，则：V液=V水=（M水-M0）/ρ水ρ液=（M液-M0）ρ水/（M水-M0）。
（当然也可以用一只烧杯分两次完成上述实验）实验中只要水的密度准确，这种方法其实很简单。
(2)测固体的密度固体的质量可以用天平直接测量，测量固体的体积可以有下面两种方法。
