实验室检验检测工具--物理天平
物理天平 天平是称量物体质量的仪器.常用的有分析天平、物理天平、学生天平(简易物理天平)、托盘天平等.中学物理实验室里常用的是物理天平、学生天平和托盘天平.上述天平都是运用“杠杆平衡时作用在等力臂上的力相等”的原理制成的.主要由游码,标尺,平衡螺母,底板,分度盘,横梁指针,重垂线等构成。
天平的主要技术参数有称量、感量等.称量是指天平所能称量的最大质量值(满载值),常以克(g)为单位表示.感量是使天平指针从平衡位置偏转到刻度盘一分度所需的最大质量,所以感量也叫做“分度值”,常以“毫克”(mg)为单位,感量反映了天平的灵敏程度.天平的技术参数还有变动性、级别、游码标尺误差,砝码精度等.
为使测量更精密,消除天平不等臂等因素引起的误差,可以采用下列方法:
1.复称法:左盘放物体,右盘加砝码,称量值为 ;然后将物体放右盘,左盘放砝码称量值为 ,设天平左臂长为 ,右臂长为 ,物体质量为 ,则:
第一次天平平衡时:
第二次天平平衡时:
两式相乘并整理得到 此式与天平臂长无关,消除了由于 引起的误差.
2.替代法:左盘载物,右盘加干砂,使天平平衡.将左盘中物体取下,向左盘中加砝码使天平平衡,此时砝码所示质量数即为被称物质量.
3.减码法:右盘中放入一定值的砝码(砝码的质量要大于被测物质量),左盘中放入小砝码使天平平衡.将被测物放入左盘中,减少左盘中的小砝码,使天平恢复平衡,减少的砝码总质量即为被称物体质量.
物理天平:天平横梁的左、中、右各镶有一个刀口.中刀口向下放在玛瑙刀承
上,左、右刀口向上,通过吊耳内的玛瑙刀承下挂吊环及吊盘.
手轮通过升降杆控制横梁的起落.在立柱的后面装有水准气泡.天平配有砝码一盒,以称量为1000g的为例,砝码有200g、100g、20g、2g的各两个,500g、50g、5g、1g的各1个.
天平的使用方法:
1.安装和调整;①各部件需擦净后安装.吊盘背面标有“1”,“2”标记,应按“左1右2”安装.安装完毕应转动手轮使横梁数次起落,调整横梁落下时的支承螺丝,使横梁起落时不扭动,落下时中刀口离开中刀承,吊盘刚好落在底座上.②调节天平底座水平:调节调平螺丝,使底座上气泡在圆圈刻线中间位置,表示天平已调到水平位置.③调节横梁平衡:用镊子把游码拨到左边零刻度处,转动手轮慢慢升起横梁,以刻度盘中央刻线为准,使指针两边摆动等幅,如不等幅,则应降下横梁调整横梁两端的平衡螺丝,再升起横梁……如此反复,直至横梁平衡.还有一点应明确:对于天平的整个横梁系统(包括两吊盘在内),重心位于刀口的正下方.天平的灵敏程度和重心到刀口的距离有关,调节感量砣的位置可改变整个横梁系统的重心位置,重心位置越高,距刀口距离越近天平灵敏度越高,感量越小.对于一架天平,出厂时它的感量砣位置是调好的,天平的感量也就确定了,一般在使用天平时不要动它的感量砣.
2.使用:①称量物体时应将待称物体放在左盘,用镊子将砝码夹放到右盘中,然后转动手轮,升起横梁,看指针偏转情况,再降下横梁加减砝码,再升起横梁看指针偏转情况……直到天平平衡时为止,这时砝码和游码所示总质量即为被称物体质量.②载物台用法:有些实验要测定的物理量不便于把物体直接放入吊盘中称量,可借助于载物台.例如:测浸在液体中的物体所受的浮力,可先将被测物放入吊盘中称出质量为 ,然后调整载物台位置,把被测物用细线栓好,浸入装有液体的烧杯中(物体不要碰杯底),把烧杯放在载物台上,被测物上的细线挂在吊钩上,此时再称得质量为物体的真实质量与浮力之差.
