密度的特殊测量

密度的特殊测量专项分析公式集锦=F浮= 液gV排专项概述：在近几年中考中，实验题目共有三道，在中考中，纯实验大题所占分数为20分，在中考中占比很大。特殊措施测密度作为设计类实验题设计天平、量筒的常规的措施以及运用浮力、机械等非常规测量，深受中考命题组爱慕。若浮现必难点特殊措施测密度问题是天津中考考的热点，一般作为中考的倒数第二题浮现。思维模板：实验原理： = 1. 天平1. 物质的质量 2. 弹簧测力计 m = 解决两个问题：3. 量筒和水 G = F浮 =液gV排m = 水V排1. 刻度尺（物体形状规则）2. 物质的体积2. 量筒、水、大头针3. 天平、（弹簧测力计）、水 V物 = V排水 = 4. 弹簧测力计、水，运用浮力V物 = V排 = = 题型一、测定固体物质的密度（有天平（或弹簧秤无量筒）典例1某校地质小组的同窗们，需测量一种矿石的密度。既有器材：小矿石块、天平（含砝码）、一种烧杯、足量的水、细线。请你运用上述器材协助她们设计出两种测量该矿石密度的实验方案。规定：（1）写出其中一种方案的实验环节及矿石密度的体现式（用测量量和已知量表达）（2）简述另一种方案的环节；（3）对两种方案的可操作性或误差进行简朴评估，写出一条即可。【答案】（1）用天平称出矿石块的质量m0（2）在烧杯中倒入适量的水，称出质量m1（3）烧杯仍放在天平左盘，用细线将矿石块系好后，手提细线使矿石块浸没在此烧杯的水中并保持静止（水无溢出且矿石块不接触烧杯）。天平平衡时的称量值为m2 矿石的密度： = 水【解题技巧】运用天平测量物体质量，运用弹簧测力计、水，浮力推算物体体积V物 = V排 = = 题型二、测定固体物质的密度（没有天平只有量筒物液）典例2小亮想测出小木块（密度比水的小，表面经解决后不吸水）的密度除了此木块，教师还给她提供了如下器材：与木块体积相似的铜块，足够大的量筒和足量的水（已知水的密度为水）请你仅运用上述器材帮她设计测量这个木块密度的实验方案，规定：（1）写出实验环节及所需测量的物理量；（2）写出木块密度的数学体现式（用已知量和测量量表达）【答案】实验环节：向量筒内加入适量的水，记下量筒内水的体积V0；将铜块缓慢放入量筒内水中，记下此时水和铜块的总体积V1；再将木块轻轻放入量筒内水中，待木块静止处在漂浮状态时，记下此时总体积V2（2）木块密度的数学体现式由于木块漂浮，G=F浮=水gV排=水g（V2-V1）由于木块漂浮，G=F浮=水gV排=水g（V2-V1）木块的质量为 m = = = 水（V2- V1）木块的体积为 V= V1 V0 = = = 水【解题技巧】运用浮力等于重力，量筒和水 G = F浮 =液gV排 m = 水V排推算物体的质量，运用量筒直接测量物质的体积。题型三、测量液体的密度（有天平无量筒）典例3设计两种测量牛奶的措施，所需器材请在如下提供的器材中选用。器材：天平和砝码、刻度尺、一只小烧杯、细线、适量的水、滴管和足量的牛奶。规定写出每种措施实验环节、所测物理量，并用所测量的物理量写出牛奶数学体现式。【答案】（1）在量筒内盛适量的水，将空杯放入量筒内漂浮，记下此时量筒内水面达到的刻度v1； （2）将适量待测液体倒入杯内（杯漂浮），记下此时量筒内水面达到的刻度v2； 则被测液体的重： G液F浮水g(v2-v1) m液G液/g=水(v2-v1) （3）将量筒内水倒尽，再将杯内液体倒入量筒内测出体积为v液； 则被测液体的密度：液（v2-v1）水/v液。 该法重在运用漂浮找质量（F浮G物 漂浮）。【解题技巧】运用浮力等于重力推算出液体的质量，通过量筒直接测量液体的体积题型四、测液体的密度（有天平无量筒）典例4设计两种测量牛奶密度的措施，所需器材请在如下提供的器材中选用。器材：天平和砝码、刻度尺、一只小烧杯、细线、适量的水、滴管和足量的牛奶。规定写出每种措施实验环节、所测物理量，并用所测量的物理量写出牛奶数学体现式。【答案】器材：天平、烧杯、适量的水、牛奶、细线 环节：用调好的天平测烧杯质量m0 在烧杯中倒入适量水，用细线在水面处作标记，用天平测出烧杯和水的总质量m1倒出奶至标记处，用天平测出烧杯和牛奶的总质量m2牛奶的密度体现式：牛奶 = 水【解题技巧】等体积法1测量密度需要测量两个量：一种是质量，用天平测量；一种是体积可以用刻度尺或者量筒，量杯来测量，最后根据公式= 计算出所测物质的密度。(1)测定固体的密度（固液）器材：天平、量筒、水、金属块、细绳环节：1）、用天平称出金属块的质量；2）、往量筒中注入适量水，读出体积为V1，3）、用细绳系住金属块放入量筒中，浸没，读出体积为V2。计算体现式： = 【注意】实验中不能变化环节顺序，应当县测量固体的体积。由于测量固体体积后，固体会变得潮湿，不适宜放在天平上，并且这样测量的固体质量会偏大，是测量成果偏大。本实验措施中固体应不溶于水且不吸水。(2)测量液体的密度器材：天平、量筒、烧杯、被测密度的液体。 环节：用天平测量烧杯和液体的总质量为m1；将部分液体倒入量筒中，测出其体积为V；用天平测量剩余液体和烧杯的质量m2；则液体的密度为：液= 【注意】另一种测定液体密度的措施：用天平测量空杯子的质量m；测量杯子和液体的总质量M；将杯子中的液体所有倒入量筒中测出体积为V；则液体的密度为：液 = 分析：这种措施会导致测量密度值偏大。由于将液体倒入量筒中时会有部分残留，导致用量筒测量出的液体体积偏小，有公式计算出的密度值偏大。2质量的测量措施(1)固体：用天平测量(2)液体：为提高测量精确度，常用差量法 m = m1 - m2。（期中m1表达容器和液体的总质量m2表达倒出液体后容器和剩余液体的总质量）3体积的测量措施(1)液体：用量筒测量(2)固体A.形状规则的固体：用刻度尺测量并计算，如正方形体积V =L3B.形状不规则的固体不溶于水：浮于水面，即固 液（如蜡烛），则采用针压法，坠物法V2mV1用针下压物体V2mV1沉于水底，即固 液（如石块），可采用排水法。溶于水（如冰糖）：排水法或排沙法用饱和溶液法C.溢水法：如将石块浸没在盛有水的容器中，溢出水的体积与石块的体积相等，即V物 = V排。3缺少器材测量措施当缺少实验器材（如天平或量筒），这时一般采用等效替代法。（1）、当缺少量筒时，一般用等体积替代法天平测量措施：需要的器材：天平、水、烧杯、被测密度的液体。 测量液体密度的措施：用天平测量空烧杯质量为m0；烧杯中装满水的质量m1；烧 杯中装满被测液体的质量m2；则液体的密度为：液 = （2）、当缺少天平时，一般用等质量替代法需要的器材：量筒、等臂支架、两个相似的小桶、水、细线、被测密度的液体。 测量液体密度的措施：将两个相似的小桶分别放在等臂支架的两端；先将适量的被测液体倒入一边的小桶中；将水慢慢加入另一端的小桶中，使支架的两端平衡为止（如图1所示）；将小桶中的液体和水分别倒入量筒中，测得液体和水的体积分别为：V1、V2；则液体的密度为：= 。 1. 小东想估测出某种油的密度油，她手边的测量工具只有刻度尺。小东运用身边的器材设计出一种实验方案。一方面找一根直硬棒，用细线系在 O 点吊起，硬棒在水平位置平衡，然后将已知密度为的金属块 B 挂在硬棒左端 C 处，此外找一种重物 A 挂在硬棒右端，调节重物 A 的位置，使硬棒在水平位置平衡，此时重物挂在硬棒上的位置为 E，如图 20 所示。下面是小东测出油的部分实验环节，请你按照小东的实验思路，将实验环节补充完整。（1）用刻度尺测出 OE 的长度 Lo；（2）把金属块 B 浸没在油中，把重物 A 从 E 处移动到 D 处时，硬棒再次在水平位置平衡；（3）；（4）运用上述测量出的物理量和题中的已知量计算油的体现式为：。2. 小明同窗准备运用“一种弹簧测力计、一种重锤、两根质量和体积均忽视不计的细线、一种装有适量水的烧杯”测量一种不规则小木块的密度。请你帮她将实验方案补充完整。（1）用细线系住木块，挂在弹簧测力计下，记录弹簧测力的示数 F；（2）用细线将重锤系在木块下方，将重锤浸没在水中，记录弹簧测力的示数 F1；（3）；（4）根据测得数据，计算木块浸没在水中所受的浮力 F 浮=；（5）计算出木块的密度 木=。3. 某同窗要测一种金属块的密度，她手中的测量工具只有一只量程较小的弹簧测力计，当她用此弹簧测力计测量该金属块的重力时，发现已超过弹簧测力计的最大量程，于是她设计了如图 26 所示的装置去测量。图 26 中 OA:OB=1:3，杠杆 OAB 质量不计。她实验的环节如下：（1）用细绳把金属块悬挂于 A 点，用弹簧测力计在 B 点作用一种竖直向上的力，使杠杆 OAB 在水平位置静止，金属块静止在空中，读出弹簧测力计此时的读数 F1；（2）向容器中加水，；（3）被测金属块密度的体现式： =。OAB4. 运用一根吸管制作一种简易密度计（1）为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中，应在吸管的_（上端/下端）塞入某些铜丝作为配重，并用石蜡将吸管的下端封闭起来若将它放入液体中后不能竖直漂浮，请提出改善做法_（2）这根吸管竖直漂浮在不同液体中时，液体的密度越大，它露出液面部分的长度_（越长/越短/不变），受到的浮力大小_（变大/变小/不变）（3）通过对的计算，在吸管上标出相应的刻度线，便制成了一种简易的吸管密度计下列四种刻度的标示合理的是_（4）为了使测量成果更精确，如何使简易密度计上两条刻度线（如0.9、1.0）之间的距离大某些？写出一种措施_5. 任真同窗的妈妈刚买了一桶橄榄油，她想运用所学的物理知识测出它的密度。于是她找来一种厚底、竖直薄壁玻璃杯（竖直壁厚度忽视不计）；一把刻度尺；一种大水盆和足量的水。（实验器材均满足实验规定）请你运用上述器材协助她测出橄榄油的密度。规定：（1）写出重要实验环节及需测量的物理量；（2）写出橄榄油密度的数学体现式（用已知量和测得量表达）。6. 小红想测量一小金属块的密度，她在实验室里找到了一架天平，但没有砝码，除此之外尚有如下器材：两个质量相近的烧杯、量筒、细线、滴管和足量的水（已知水的密度为水）请运用上述器材帮她设计一种实验方案，比较精确地测量金属块的密度规定：（1）写出重要实验环节及所需测量的物理量；（2）写出金属块密度的数学体现式（用已知量和测量量表达）【答案】1. 用刻度尺测出 OD 的长度 L1 油=2. （3）将木块和重锤所有浸没在水中，记录弹簧测力计的示数 F2；（4）F 浮= F1F2（5）木= F/F1-F2水3. （2）待金属块浸没在水中（未接触到容器底）后，读出当 OAB 水安静止后，弹簧测力计的读数 F2 （3）水 F1/（F1-F2）4. （1）下端；可以用小钢珠作为配重（重心比铜丝低的材料都可以）；（2）越长；不变；（3）C；（4）用更细的吸管；5. （1）实验环节：大水盆中装有适量的水，将空玻璃杯放入水中竖直漂浮，用刻度尺测出玻璃杯 外水面到杯口的距离为h1； 从大水盆中取出玻璃杯，在玻璃杯中装入适量的油，用刻度尺测出油的深度为h2；将装油的玻璃杯放入水中竖直漂浮，用刻度尺测出玻璃杯外水面到杯口的距离 为h3；(2) 油 = 6. （1）重要实验环节及所需测量的物理量：调节天平平衡；将两烧杯分别放在天平的两个盘中，并用滴管向质量较小的烧杯中加水，使天平再次平衡；用细线系住金属块，放入质量较大的烧杯中，向量筒中加入适量水，记下体积V1；再将量筒中的水加入质量较小的烧杯中，直到天平平衡，记下此时量筒中剩余水的体积V2；向量筒再加入适量水，记下体积V3，将金属块完全浸没在量筒的水中，记下体积V4；（2）由=得，m=V，金属球和水的质量相等：则球（V4V3）=水（V1V2），则球=水