弦振动法测定液体密度实验

评分：_______________

大 学 物 理 实 验 设 计 性 实 验

实 验 报 告

实验题目：____弦振动法测定液体密度实验

班 级：___化工07-3班 ___

姓 名：_ 学号：

指导教师：__________ ___

茂 名 学 院 技 术 物 理 系 物 理 实 验 室

实验日期：2008 年 月 日

《弦线振动法测定液体密度实验》

实验课题及任务

《弦线振动法测定液体密度实验》实验课题任务是：研究弦线振动时波长的大小与弦线受到的张力T有关，在其它条件不变的情况，改变弦线受到的张力即可改变波长，通过比较同一砝码在空气中与在待测液体中时分别产生的张力不同，而产生不同的波长，进一步求出待遇测液体的密度。

学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《物体在液体中的运动研究》的整体方案，内容包括：（写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤)，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。

设计要求

⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。

⑵ 选择实验的测量仪器，画出实验装置原理图，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。

⑶ 写出浸入待测液体中的物体体积的测量可行方法；

⑷ 用最小二乘法进行线性拟合，计算出待测液体的密度。

⑸ 分析讨论实验结果。

实验仪器

弦振动实验仪一套、电子天平等主要仪器

实验提示

物体浸没在液体中受到的浮力大小为：

f液V

弦线在振动时频率、波长、张力T及弦线的线密度有如下关系：



1T



当频率与线密度一定时，上式左右两边同时取对数，得到下式后还可以进一步简化。

log

11

logTloglog 22

学时分配

教师指导(开放实验室)和开题报告1学时；实验验收，在4学时内完成实验；

提交整体设计方案时间

学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求用纸质

版(电子版用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里)供教师修改。

参考书籍

《大学物理实验》陆廷济 胡德敬 陈铭南 主编 《大学物理实验》学校内部资料

弦振动法测定液体密度实验

一．实验目的： 1．观察横波在弦线上所形成的驻波。

2．了解弦振动实验仪结构和使用掌握方法原理。 3. 掌握电子天平的调零和使用。

4．学会利用弦振动法测定液体密度。

5. 学会运用最小二乘法进行数据处理和对数作图。

二．实验仪器：弦振动实验仪一套（电动音叉、滑轮、弦线、砝码）、、电子

天平、烧杯、水，液体等仪器。

三.实验原理:研究弦线振动时波长的大小与弦线受到的张力T有关，在其它

条件不变的情况，改变弦线受到的张力即可改变波长，通过比较同一砝码在空气中与在待测液体中时分别产生的张力不同，而产生不同的波长，进一步求出待遇测液体的密度。 1. 弦线在振动时频率 共振时，弦线出现稳定的强烈振动,驻波的振幅最大,此时的弦振动频率应当和音叉的频率相同。

2.波长的测定

如图（1

当音叉振动量，强迫弦线振动（弦振动频率应当和音叉的频率等），形成列向滑轮端前进的横波,在滑轮处反射后沿相反方向传播。在音叉与滑轮间往反传播的横波的叠加形成一定的驻波，适当调节砝码重量或弦长(音叉端到滑轮轴间的线长)，在弦上将出现稳定的强烈地振动，即弦与音叉共振。弦共振时，驻波的振幅最大，音叉端为稍许振动的节点（非共振时，音叉端不是驻波的节点），若此时弦上有n个半波区，则

2n (1)

3．张力T的测定

弦线在振动时频率、波长、张力T及弦线的线密度有如下关系：



1T



2

则T

利用上式,可知:

当物体在液体中时,测得波长为,则同一砝码在空气中弦线受到的张力

T2

 (2)

当物体在空中时,测得的波长为,则同一砝码在液体中弦线受到的张力

T2

 (3)

4.测量物体的体积

根据阿几米德原理，我们可以求出物体的体积。

先将质量为M1物体用细线扎好，挂在天平挂钩上,将物体浸入水中,然后用天平进行秤衡. 天平秤衡时,砝码的重量mg就是线的张力。如右边图(2)所示

M1gmg水Vg 所以 V

M1gmg

g

水（4）

5.物体浸没在液体中受到的浮力大小为：

f液Vg (5)

浸没在液体的物体受到张力T,张力T,和浮力f的作用下平衡,即

TfT (6)

由(5)、(6)式可知 '2

液体的密度水M1(1

)

液

M1m

四．实验内容及步骤： 1.测量弦的线密度

取l0长和所用弦线为同一轴上的线，在分析天平上称其质量M0，求出线度 2. 测量物体的体积:

先将物体用细线扎好,挂在天平挂钩上,将物体浸入水中,然后用天平进行秤衡. 天平秤衡时,砝码的重量mg就是线的张力.记下所加砝码的质量m，则物体的体积V

M1gmg

水g

3.波长的测定

如图（1）所示，连接好电路，启动弦振动仪振动，调节频率，记录好频率，将物体悬挂在线的一端。打开电源后，适当调节砝码重量或弦长(音叉端到滑轮轴间的线长)，在弦上将出现稳定的强烈地振动，即弦与音叉共振。记下弦上的半波数n，线长l。 将物体浸没在液体中，适当调节砝码重量或弦长，使弦上出现稳定的强烈地振动。记下弦上的半波数n，线长l。

'2

4. 作图:做出与2图。



五．实验数据：

频率=________。

评分：_______________

大 学 物 理 实 验 设 计 性 实 验

实 验 报 告

实验题目：____弦振动法测定液体密度实验

班 级：___化工07-3班 ___

姓 名：_ 学号：

指导教师：__________ ___

茂 名 学 院 技 术 物 理 系 物 理 实 验 室

实验日期：2008 年 月 日

《弦线振动法测定液体密度实验》

实验课题及任务

《弦线振动法测定液体密度实验》实验课题任务是：研究弦线振动时波长的大小与弦线受到的张力T有关，在其它条件不变的情况，改变弦线受到的张力即可改变波长，通过比较同一砝码在空气中与在待测液体中时分别产生的张力不同，而产生不同的波长，进一步求出待遇测液体的密度。

学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《物体在液体中的运动研究》的整体方案，内容包括：（写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤)，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。

设计要求

⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。

⑵ 选择实验的测量仪器，画出实验装置原理图，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。

⑶ 写出浸入待测液体中的物体体积的测量可行方法；

⑷ 用最小二乘法进行线性拟合，计算出待测液体的密度。

⑸ 分析讨论实验结果。

实验仪器

弦振动实验仪一套、电子天平等主要仪器

实验提示

物体浸没在液体中受到的浮力大小为：

f液V

弦线在振动时频率、波长、张力T及弦线的线密度有如下关系：



1T



当频率与线密度一定时，上式左右两边同时取对数，得到下式后还可以进一步简化。

log

11

logTloglog 22

学时分配

教师指导(开放实验室)和开题报告1学时；实验验收，在4学时内完成实验；

提交整体设计方案时间

学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求用纸质

版(电子版用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里)供教师修改。

参考书籍

《大学物理实验》陆廷济 胡德敬 陈铭南 主编 《大学物理实验》学校内部资料

弦振动法测定液体密度实验

一．实验目的： 1．观察横波在弦线上所形成的驻波。

2．了解弦振动实验仪结构和使用掌握方法原理。 3. 掌握电子天平的调零和使用。

4．学会利用弦振动法测定液体密度。

5. 学会运用最小二乘法进行数据处理和对数作图。

二．实验仪器：弦振动实验仪一套（电动音叉、滑轮、弦线、砝码）、、电子

天平、烧杯、水，液体等仪器。

三.实验原理:研究弦线振动时波长的大小与弦线受到的张力T有关，在其它

条件不变的情况，改变弦线受到的张力即可改变波长，通过比较同一砝码在空气中与在待测液体中时分别产生的张力不同，而产生不同的波长，进一步求出待遇测液体的密度。 1. 弦线在振动时频率 共振时，弦线出现稳定的强烈振动,驻波的振幅最大,此时的弦振动频率应当和音叉的频率相同。

2.波长的测定

如图（1

当音叉振动量，强迫弦线振动（弦振动频率应当和音叉的频率等），形成列向滑轮端前进的横波,在滑轮处反射后沿相反方向传播。在音叉与滑轮间往反传播的横波的叠加形成一定的驻波，适当调节砝码重量或弦长(音叉端到滑轮轴间的线长)，在弦上将出现稳定的强烈地振动，即弦与音叉共振。弦共振时，驻波的振幅最大，音叉端为稍许振动的节点（非共振时，音叉端不是驻波的节点），若此时弦上有n个半波区，则

2n (1)

3．张力T的测定

弦线在振动时频率、波长、张力T及弦线的线密度有如下关系：



1T



2

则T

利用上式,可知:

当物体在液体中时,测得波长为,则同一砝码在空气中弦线受到的张力

T2

 (2)

当物体在空中时,测得的波长为,则同一砝码在液体中弦线受到的张力

T2

 (3)

4.测量物体的体积

根据阿几米德原理，我们可以求出物体的体积。

先将质量为M1物体用细线扎好，挂在天平挂钩上,将物体浸入水中,然后用天平进行秤衡. 天平秤衡时,砝码的重量mg就是线的张力。如右边图(2)所示

M1gmg水Vg 所以 V

M1gmg

g

水（4）

5.物体浸没在液体中受到的浮力大小为：

f液Vg (5)

浸没在液体的物体受到张力T,张力T,和浮力f的作用下平衡,即

TfT (6)

由(5)、(6)式可知 '2

液体的密度水M1(1

)

液

M1m

四．实验内容及步骤： 1.测量弦的线密度

取l0长和所用弦线为同一轴上的线，在分析天平上称其质量M0，求出线度 2. 测量物体的体积:

先将物体用细线扎好,挂在天平挂钩上,将物体浸入水中,然后用天平进行秤衡. 天平秤衡时,砝码的重量mg就是线的张力.记下所加砝码的质量m，则物体的体积V

M1gmg

水g

3.波长的测定

如图（1）所示，连接好电路，启动弦振动仪振动，调节频率，记录好频率，将物体悬挂在线的一端。打开电源后，适当调节砝码重量或弦长(音叉端到滑轮轴间的线长)，在弦上将出现稳定的强烈地振动，即弦与音叉共振。记下弦上的半波数n，线长l。 将物体浸没在液体中，适当调节砝码重量或弦长，使弦上出现稳定的强烈地振动。记下弦上的半波数n，线长l。

'2

4. 作图:做出与2图。



五．实验数据：

频率=________。