物理多种测密度的方法

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,多 种 方 法 测 密 度,天平量筒法,例题,有一块形状不规则的石块，欲测量它的密度，所需,哪些器材并写出实验步骤，并表示出测量的结果。,分 析：,用天平和量筒测定密度大于水的物质的密度，可用,排水法测体积。,实验原理,：,实验器材：天平（砝码）、量筒、烧杯、滴管、线、水、石块,实验步骤：,（,1,）用调节好的天平，测出石块的质量,m,；,（,2,）在量筒中倒入适量的水，测出水的体积,V,1,（,3,）将石块用细线拴好，放在盛有水的量筒中，,（排水法）测出总体积,V,2,；,实验结论：,助 沉 法,例题,有一块形状不规则的蜡块，欲测量它的密度，所需,哪些器材并写出实验步骤，并表示出测量的结果。,分 析：,用天平和量筒测定密度小于水的物质的密,度，可用助沉法测体积。,实验原理：,实验器材：天平（砝码）、量筒、烧杯、滴管、,线、水、蜡块、铁块。,实验步骤：,（,1,）用调节好的天平，测出蜡块的质量,m,；,（,2,）在量筒中倒入适量的水，如图甲将蜡块和铁块,用细线拴好，先将测铁块没入水中，测出水,和石块的体积,V,1,（,3,）再将蜡块浸没在水中，如图乙。（助沉法）测出,水、石块、蜡块的体积总体积,V,2,；,实验结论：,注意,：,物质的密度比水小，放在量筒的水中漂浮，不能直接用量筒测出体积。例题中采用的方法是助沉法中的沉锤法，还可以用针压法，即用一根很细的针，将物体压入量筒的水中，忽略细针在水中占据的体积，则可用排水法直接测出物体的体积了。,11,（西城,05,一摸）用天平和量筒测某种液体的密度。,在调节天平平衡时，首先应将游码置于标尺左端的,_,处，然后调节,_,，使天平的横梁处于水平平衡。,实验的主要测量步骤如下：,用天平称出烧杯和液体的质量,m,1,；,从天平上取下烧杯，向量筒中倒入一定体积的液体，如图,24,；,用天平称出烧杯和剩余液体的质量,m,2,，如图,25,；,请将测量数据和计算结果填入表格。,烧杯和液体总质量,m,1/g,烧杯和剩余液体质量,m,2/g,液体体积,V,/cm,3,液体,密度,/g,cm,3,105,等浮力法,【,例题,】,小明家买的某品牌的牛奶喝着感觉比较稀，因此他想试着用学过的知识测量一个这种牛奶的密度。他先上网查询了牛奶的密度应该为,1.03g/cm,3,，然后他找来一根粗细均匀的细木棒，在木棒的表面均匀地涂上一层蜡，并在木棒的一端绕上一段金属丝,(,体积不计,),，做成了一枝,“,密度计,”,，小明又找来一个足够深的盛水容器和一把刻度尺，请你帮助小明利用这些器材设计一个测量牛奶密度的方案。要求写出主要的测量步骤并推导出计算牛奶密度的公式,(,有足量的水和牛奶,),。,分析：,实验原理,：漂浮条件、阿基米德原理。,实验器材,：刻度尺、粗细均匀的细木棒、一段金属,丝、烧杯、水、牛奶。,实验步骤,：,（,1,）将一段金属丝绕在木棒的一端，制成“密度,计”，用刻度尺测出其长度,L,；,（,2,）将“密度计”放入盛有水的烧杯中，使其漂浮,在水中，用刻度尺测出“密度计”露出水面的高,度,h,水,；,（,3,）将“密度计”放入盛有牛奶的烧杯中，使其漂,浮在牛奶中，用刻度尺测出“密度计”露出牛奶,液面的高度,h,牛,。,实验结论：,因为,“,密度计,”,在水中和在牛奶中，均处于漂浮状态。因此,“,密度计,”,在水中和在牛奶中受到的浮力都等于,“,密度计,”,的重力。,“,密度计,”,的重力不变，所以两次浮力相等。即,F,牛,F,水,，根据阿基米德原理可得：,牛,g,V,牛排,水,g,V,水排,牛,g,Sh,牛排,水,g,Sh,水排,h,牛排,L,h,牛,h,水排,L,h,水,牛,(,L,h,牛,),水,(,L,h,水,),牛奶的密度：,注意：从给定的器材看，即无量筒，也无天平，此时解题的着眼点就不能局限于利用质量、体积测密度。应该展开丰富的联想，而给出“密度计”，是和浮力有关的，就要联想到利用浮力测液体的密度。这种利用两次浮力相等来测密度，我们简称为“等浮力法”。,-,测固体密度,弹簧测力计法,也可称,(,双提法）,【,例题,】,张小清同学捡到一块不知名的金属块，将它放到水中可以沉没，现在，小清同学想测出它的密度，但身边只有一支弹簧秤、一个烧杯及足量的水，请你帮她想一想，替她设计一个测量金属块密度的实验过程，写出实验步骤,分析与解：,这是一道典型的利用浮力知识测密度的试题。阿基米德原理的重要应用就是已知浮力求体积。它的基本思路就是用弹簧测力计测出浮力，利用水的密度已知，求得物体的体积，即可计算出物体的密度值。,实验原理：,阿基米德原理,实验器材：,一支弹簧秤、一个烧杯及足量的,水、金属块、线。,实验步骤：,（,1,）用细线系住金属块，在烧杯中倒入适,量的水；,（,2,）用弹簧测力计测出金属块受到的重力,G,；,（,3,）用弹簧测力计测出金属块浸没在水中受,到的拉力,F,。,实验结论：,金,注意：,利用弹簧测力计提着金属块测一次重力；再提着金属块测一次金属块在水中时弹簧测力计的拉力。因此简称为双提法。这一实验使用的仪器少，操作简单，是常用的测量物体密度的方法。,密度的表达式推导过程如下：,F,浮,G,F,拉,V,金,金,弹簧测力计法,（也可称三提法）,-,测液体密度,49,（,05,年试题）小东同学想测出,液体,B,的密度,，他手边只有：一个弹簧测力计、一根细线、一个小石块、两个烧杯和足量的水。小东同学根据这些器材设计出了下面的实验步骤，但不完整。请你将小东的实验步骤补充完整：,（,1,）用细线系住小石块，将适量的水与液体,B,分,别倒入两个烧杯中；,（,2,）,；,（,3,）用弹簧测力计测出小石块浸没在水中受到的,拉力,F,；,（,4,）,。,请根据小东测量的物理量表示出液体,B,的密,度：,B,。,分析与解：,上面的例题是用弹簧测力计，测不溶于水且密度大于水的固体的密度。如果再用弹簧测力计提着物体浸没在未知液中，就可以测出未知液体的密度。这就是所谓的“三提法”。,这道题已经将实验器材以及部分实验步骤写出。,应补充的步骤为：,（,2,）用弹簧测力计测出小石块受到的重力,G,（,4,）用弹簧测力计测出小石块浸没在液体,B,中受到的拉力,F,实验结果：液体,B,的密度：,B,【,例题,】,设计两种测量牛奶密度的方法，所需器材请在以下提供的器材中选择。,器材：天平,(,含砝码,),、刻度尺、两端开口的直玻璃管,(,一端扎有橡皮膜,),、烧杯,(,无刻度,),、适量的水、足量的牛奶、细线。,分析：这是一道开放性设计实验，难度较大的题目。根据提供的器材，实验设计如下。,等 压 强 法,实验器材：刻度尺、两端开口的直玻璃管,(,一端扎有橡,皮膜,),、烧杯,(,无刻度,),、适量的水、足量的牛奶、,细线。,实验步骤：,1.,烧杯中倒入适量的水；,2.,将适量的牛奶倒入直玻璃管中，让扎有橡皮膜的一端,放在水平桌面上，如图甲，用刻度尺测出牛奶的高度,h,牛,；,3.,将直玻璃管缓缓放入烧杯的水中，观察橡皮膜的凹陷,程度，直到橡皮膜呈水平状态时为止。用刻度尺测出,橡皮膜到,水面的高度,h,水，如图乙。,h,牛,h,水,图甲,图乙,实验结果：,当橡皮膜呈水平状态时，牛奶对橡皮膜向下的压强等于谁对橡皮膜向上的压强。即,p,牛,p,水,牛,gh,牛,水,gh,水,牛奶的密度：,牛,等 体 积 法,实验器材：天平,(,含砝码,),、刻度尺、烧杯,(,无刻,度,),、适量的水、足量的牛奶、细线。,实验步骤：,1.,用调节好的天平，测出空烧杯的质量,m,0,；,2.,将适量的水倒入烧杯中，用天平测出烧杯和,水的总质量,m,1,，用刻度尺量出水面达到的,高度,h,（或用细线标出水面的位置）；,3.,将水倒出，在烧杯中倒入牛奶，使其液面,达到,h,处（或达到细线标出的位置），用天,平测出烧杯和牛奶的总质量,m,2,。,实验结果：,因为水和牛奶的体积相等，,V,牛,V,水,注意：,实验器材中只有天平（含砝码），但没有量筒，可以借助水的密度已知，利用体积相等，计算出密度。我们称之等体积法。,注意：,实验器材中只有天平（含砝码），但没有量筒，可以借助水的密度已知，利用体积相等，计算出密度。我们称之等体积法。,等 质 量 法,实验器材：天平、刻度尺、两个相同的烧杯,(,无刻,度,),、适量的水、足量的牛奶、滴管。,实验步骤：,（,1,）调节天平，将两个相同的烧杯分别放在天,平的左右盘上；,（,2,）将适量的水和牛奶分别倒入两个烧杯中，,直至天平再次平衡为止；,（,3,）用刻度尺分别测量出烧杯中水面达到的高,度,h,水和牛奶液面达到的高度,h,牛。,实验结果：,因为水和牛奶的质量相等，,m,牛,m,水,牛,V,牛,水,V,水,牛,h,牛,S,水,h,水,S,牛,h,牛,水,h,水,即,牛,注意：这道题给出天平，但不含砝,码，就没有办法测出水和牛奶的,质量值。,可以利用刻度尺测出水和牛奶,的高度，计算出牛奶的密度。这,种方法，我们称之为等质量法。,杠 杆 法,例题,8,（,2006,年北京市中考试题）小东想估测出某种油的密度,油，他手边的 测量工具只有刻度尺。小东利用身边的器材设计出一个实验方案。首先找一根直硬棒，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，另外找一个重物,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,，如图所示。下面是小东测出,油的部分实验步骤，请你按照小东的实验思路，将实验步骤补充完整。,（,1,）用刻度尺测出,OE,的长度,L,o,；,（,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,）利用上述测量出的物理量和题中的已知,量计算,油的表达式为：,。,注意：,1.,利用杠杆平衡条件测密度。,2.,利用杠杆平衡条件测液体密,度，通常我们把这种测密度,的杠杆，称之为“密度秤”。,例题,9,在课外小组里，肖英和其他同学利用木棍、铁块和细绳等材料制作了一杆可以测量液体密度的,“,密度秤,”,。把细绳系在木棍的重心,O,处并把木棍挂起，,M,和,N,是两个铁块。当,M,在,A,点，,N,在,B,点时，木棍如图所示,平衡。把,M,浸没在水中，,N,移至,C,点,时,，木棍再次水平平衡。把,M,浸没在某种液体中，,N,移至,D,点时，,木棍又处于水平平衡。可知被测液体的密度,_,水的密度,（填：“大于”、“小于”或“等于”）。,本题答案：,大于。,B,例题,如图所示，杠杆每一小格的长度相等，杠杆质量不计，以,O,为支点。杠杆左端挂有物体,M,，支点右边,A,挂钩码，杠杆平衡。将物体,M,浸没在水中，钩码移动到,B,处后，杠杆又平衡。求：物体,M,的密度。,本题答案：,M,=3,10,3,kg/m,3,注意：利用杠杆平衡条件不但能测液体密度，还能测固体密度，不过要将被测固体浸没在已知密度的液体中。,一漂一沉法,（,06,题型示例）（开放式）,15,小红家有一个空心的废牙膏皮，学习了密度知识后，想利用量筒和水测定牙膏皮的密度，请你帮她完成下列任务。（,1,）写出实验步骤；（,2,）用所测量出的物理量写出 牙膏皮密度的表达式。,【,中,】,（甲）,（乙）,分析：,（,1,）实验步骤：,在量筒内倒入适量的水，记下量筒的,示数为,V0,；,使空牙膏皮漂浮在量筒中，记下量筒,的示数为,V1,；,将空牙膏皮卷成团，把空气排除，浸没,在量筒的水中，记下量筒中的水示数为,V2,。,（,2,）牙膏皮密度的表达式,：,分析与解：这道题运用的实验原理：物体的漂浮条件。所谓“一漂一沉法”，即“一漂”：当物体漂浮在液面静止时，它受到的浮力等于重力。利用物体漂浮在水中找到重力,-,得到物体的质量；“一沉”：利用物体沉没在水中，找到体积，则物体的密度就可以测得。,例题,如图在盛有水的量筒