如何準確測量微小物體的體積

2022-05-17 14:18:18 字數 789 閱讀 6547

測量物體的體積通常有三種方法,見下表。

如果要測量任意形狀,密度未知的微小物體的體積,上述三種方法顯然均不適用。

本人利用下面介紹的方法測量微小物體的體積,具有快速,準確、方便之特點,用此法測量了幾十隻純金、銀戒指的體積(體積在0.3─0.6厘公尺3),據此計算出的金、銀密度值,與物理手冊中給出的值相同。

一、測量方法:

器材:一架天平、一盒砝碼、帶橫樑的鐵架臺、半杯水、一條細線、乙個小物體。

步驟:①調整好天平。將半杯水放在天平的左盤中,向右盤新增砝碼,直至天平平衡。

②用細線拴住小物體,懸掛在鐵架臺的橫樑上使小物體浸沒在水中,但不與杯子相接觸。

③向天平右盤新增砝碼,使天平再次平衡。若此次新增砝碼的質量為m克,則小物體體積就等於m厘公尺3。

二、測量原理:

當物體浸沒在水中時,物體受到豎直向上的浮力,浮力的大小

f浮=ρ水·v排·g=ρ水·v物g

由於力的作用是相互的,物體也給水乙個豎直向下的反作用力f′。水通過杯子將力f′傳遞給天平左盤,使天平失去平衡。當向天平右盤再次加m克砝碼時,天平再次平衡。

因為天平是乙個等臂槓桿,根據槓桿平衡

三、精度分析

若天平精度為10毫克,可準確測出物體的最小體積為

用各種天平測量物體體積所能達到的精度見下表。

用此方法測量體積時,若用水銀代替水,測量精度還可提高乙個數量級。當然,在測量精度達到千分之一厘公尺3時,水的密度隨溫度的變化就必須考慮了。

注意:為了消除被測物浸沒在水中時,附著在被測物體表面的氣泡對測量精度產生的影響,在測量前應用酒精對被測物體表面進行清潔預處理。

測量不規則物體的體積

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