[实用新型]一种简易固体密度测量器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种中学物理教学实验用具，尤其是一种简易固体密度测量器。

背景技术

物理学中，把某种物质的质量与该物质体积的比值称作这种物质的密度。通常用“ρ”表示。密度是物质的一种重要的物理特性，不随形状和空间地理位置的变化而变化，但随物质的状态、温度、压强的变化而变化，密度相关知识在初中物理中占有十分重要的位置。目前，中学教学实验中固体的密度测量方法多种多样，包括称重法、比重法、阿基米德定律法和浮力法等。

通常，测定比水密度大的固体密度时，需要先使用天平称出固体的质量，再用量筒采用排水法测出固体的体积。利用公式ρ=m/v计算出固体的密度值。而测定比水密度小的固体密度时，则需要先用天平称量固体质量。利用排水法测定固体体积时，通常有两种方法：一是用细而长的针或者细铁丝将物体压浸于水中，排开水的体积即为固体的体积。二是先在固体下面系上一个密度比水大的物体，比如铁块，利用铁块重量使固体浸没于水中，此时待测固体和铁块排开水的总体积减去铁块的体积即为待测固体的体积。固体的质量和体积测出后，再利用密度公式求出待测固体密度。

由此可见，用于测定固体密度时所需的仪器用具较多，如天平、烧杯、量筒、长针或细线，以及铁块等，测量过程较复杂，使用量筒多次进行体积读数，测量结果误差较多，从而待测固体密度值偏差较大；另外，实验操作时间较长，不利于教学实验的进行。

发明内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种简易固体密度测量器，它具有结构简单、操作方便、测量结果准确快捷等特点。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种简易固体密度测量器，包括大杯和小杯，所述小杯底部外壁安装有一螺栓，所述小杯侧面外壁上设有小杯刻度，所述大杯底部内壁安装有一螺母，所述大杯侧面外壁上设有大杯刻度，所述小杯置于所述大杯内部。

所述小杯刻度为小杯内部容量值。

所述大杯刻度为大杯和小杯相旋紧时，两杯之间的容量值。

所述小杯容量明显大于待测固体体积。

所述螺栓与所述小杯之间、所述螺母与所述大杯之间均通过防水胶粘连固定。

所述大杯刻度容量值明显大于所述小杯刻度容量值。

所述大杯、所述小杯、所述螺栓和所述螺母的材质均为透明塑料材质。

本实用新型的有益效果是，

1.实验装置结构简单、操作简便；

2.实验过程读数较少，实验误差较小，测量结果准确；

3.测量结果快速，大大节约教学时间；

4.实验原理扣合中学力学内容，实验原理简明易懂，便于学生掌握和理解；

5.提高教学趣味性的同时，刺激学生学习主动性和积极性。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

其中1.大杯，2.小杯，3.螺栓，4.螺母，5.大杯刻度，6.小杯刻度。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，一种简易固体密度测量器，包括大杯1和小杯2，小杯2底部外壁安装有一螺栓3，小杯2侧面外壁上设有小杯刻度6，大杯1底部内壁安装有一螺母4，大杯1侧面外壁上设有大杯刻度5，小杯2置于大杯1内部。

小杯刻度6为小杯2内部容量值；大杯刻度5为大杯1和小杯2相旋紧时，两杯之间的容量值；小杯容量明显大于待测固体体积；螺栓3与小杯2之间、螺母4与大杯1之间均通过防水胶粘连固定；大杯刻度5容量值明显大于小杯刻度6容量值；大杯1、小杯2、螺栓3和螺母4的材质均为透明塑料材质。

该实用新型简易固体密度测量器在使用过程中，温度、压力视为恒定值。实验测定具体操作步骤如下：

1.判断待测固体密度

将待测固体放于水槽中，若固体物沉到水槽底部，则说明待测固体密度大于水密度，反之，则待测固体密度小于水密度。

2.若待测固体密度小于水密度

首先，旋紧螺栓3和螺母4，将小杯2与大杯1固定。向小杯2中注入水，直到小杯2中的水溢出一部分到大杯1中，此时读取大杯刻度5数值V1；然后将待测固体放入小杯2中，此时，小杯2水又有部分水溢出到大杯1中，读取记录此时大杯刻度5数值V2；用细针将漂浮的待测固体完全压进小杯2中，读取记录此时大杯刻度5数值V3。由力学相关知识分析可得，此时待测固体密度计算表达式为：ρ=ρ_水（V2-V1）/(V3-V2)。

3.若待测固体密度大于水密度