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一、实验目的
学会用天平测质量、用量筒测体积,计算固体与液体的密度 ρ;
掌握固体排水法测体积、液体间接法测质量。
二、实验原理
- 密度定义:某种物质的质量与体积之比 ρ = m / V;单位 g/cm³(1 g/cm³ = 1×10³ kg/m³,ρ水=1.0 g/cm³)。
- 固体(排水法):用天平测质量 m;量筒装适量水读 V1,用细线系住固体浸没读 V2,
体积 V = V2 − V1,则 ρ = m / (V2 − V1)。
- 液体(间接法):先称烧杯+液体 m1,倒入量筒部分读体积 V,再称剩余烧杯+液体 m2,
液体质量 m = m1 − m2,则 ρ = (m1 − m2) / V。
固体:ρ = m / (V2 − V1);液体:ρ = (m1 − m2) / V 单位 g/cm³
三、实验器材
托盘天平(200 g,分度值 0.2 g)、砝码、量筒(0~100 mL,分度值 1 mL)、烧杯、盐水、细线、
待测固体(铁块、铝块、石块);本互动课件(天平读数 + 量筒液面拖动)。
四、实验步骤
- 固体:① 天平测质量 m;② 量筒装适量水读 V1;③ 细线系固体浸没读 V2;④ 算 ρ。
- 液体:① 称烧杯+盐水 m1;② 倒入量筒读 V;③ 称剩余烧杯+盐水 m2;④ 算 ρ = (m1−m2)/V。
- 量筒读数视线与凹液面底部相平;固体要完全浸没且不吸水。
五、互动模拟(天平 + 量筒)
💡 液体(盐水·间接法):① 称烧杯+盐水 m₁ → ② 倒入空量筒读体积 V → ③ 称剩余 m₂,ρ = (m₁−m₂)/V。固体(排水法):天平测 m → 量筒排水读 V → ρ = m/V。
测量对象:
待测固体:
间接法步骤:
0.0 g
砝码和 0 g + 游码 0.0 g = 0.0 g
待测质量 m = — g,体积 V = — cm³ → ρ = — g/cm³
六、数据记录
| 次数 | 测量对象 | 质量 m / g | 体积 V / cm³ | 密度 ρ /(g/cm³) | 方法 |
| 调平天平、测好体积后点“📌 记录密度”写入下表 |
常见物质密度参考:铁 ≈ 7.9、铝 ≈ 2.7、石 ≈ 2.5、盐水 ≈ 1.1(单位 g/cm³)。
七、探究结论
- 同种物质的质量与体积成正比,比值(密度 ρ)是物质的特性,与质量、体积大小无关。
- 固体体积用排水法 V = V2 − V1;液体质量用间接法 m = m1 − m2,可减小残留误差。
- 测量结果:铁块 ρ 较大、铝块较小、盐水略大于水(ρ水=1.0 g/cm³)。
八、注意事项
- 量筒读数视线与凹液面最低处相平;不能用量筒配制或加热液体。
- 排水法:固体要完全浸没且不吸水;水不能太少(浸没后不超量程)也不能太多(溢出)。
- 天平读数:左物右码,游码读左端刻度,估读到 0.1 g。
- 液体间接法:倾倒后要用天平称剩余,保证 m = m1 − m2 准确。