密云区物理直播课堂-测密度初稿2017.4.7

物理直播课堂密云区物理直播课堂初三物理学科主讲：密云五中市级骨干教师景建英助教：密云五中初三物理教师王娜测定物质密度物理直播课堂一、天平、量筒测密度原理：ρ＝mV（ρ固＞ρ水）•用天平测质量V1V2mmρ=v2-v1（一）用天平、量筒测固体密度•用量筒测体积，需要用“排水法”（一）用天平、量筒测固体密度（ρ固＜ρ水）•用天平测质量mmρ=v2-v1V1V2•用量筒测体积，需要用“压入法”或“助沉法”例1：某同学用助沉法测定密度小于水的蜡块的密度，采取了以下步骤：（1）在已调好的天平上测出蜡的质量，如图1；（2）取蜡块用细线系好，再在蜡块下系一小铁块，如图2；（3）再用量筒测出蜡块的体积，如图3、4、5（一）用天平、量筒测固体密度m=18.2gV=20cm3ρ=0.91g/cm3图1图2图3图4图5（二）用天平、量筒测液体密度1.先测质量后测体积Vm1m2ρ=m2-m1v①②③测量时m和v哪一个误差较大？测量结果“ρ”偏大（二）用天平、量筒测液体密度2.先测体积后测质量Vm1m2ρ=m2-m1v①②③测量结果“ρ”偏小。测量时m和v哪一个误差较大？（二）用天平、量筒测液体密度Vm1m2①②③ρ=m2-m1v3.减液法测密度二、只用天平测密度原理：ρ＝mV如何用天平测体积？测量工具：天平辅助工具：烧杯、瓶子、水（一）用天平测固体密度例2：测量一不规则小石块的密度。（1）用调好的天平测量小石块的质量，右盘中的砝码和标尺上的游码如图甲所示；（2）往烧杯中加入适量的水，把小石块浸没，在水面到达的位置上做标记如图乙所示；（3）取出小石块，测得烧杯和水的总质量为153g如图丙所示；（4）往烧杯中加水，直到标记处，再测出此时烧杯和水的总质量为184g如图丁所示。m=62g153g184g甲乙丙丁V石=V排水=m排水ρ水=31g1g/cm3=31cm3ρ石=2g/cm3如何求石块的体积？（一）用天平测固体密度例3：测定某种金属块的密度实验器材：天平、水、小烧杯、溢水杯。ρ=m1m3-m2ρ水ρ水如何求金属块的体积？V金=V排水=m排水ρ水V金=m3-m2ρ水（一）用天平测固体密度m1m2m3ρ=m1m3-m2ρ水ρ水烧杯也可以做成溢水杯，请你写出密度的表达式？（一）用天平测固体密度例4：一只质量为68g的瓶子，装满水后总质量为184g，如果在瓶中先放入36g的金属块，再装满水，总质量为217g,求金属块的密度。m金=36gm0=68gm1=184gm2=217gm排水=(m1+m金)-m2=184g+36g-217g=3gV金=V排水=ρ水=3g1g/cm3=3cm3m排水排出水的体积=金属的体积ρ金=12g/cm3如何求金属块的体积？220g少了3g（一）用天平测固体密度m2m3m1一方法应用：请你写出钢珠密度的表达式ρ=m1m1+m2-m3ρ水ρ水在课外物理小组的活动中，老师让同学们利用如图所示的“密度瓶”和天平来测量某种金属颗粒的密度。“密度瓶”是一个玻璃瓶，配有瓶塞，瓶塞中央有一根细管，在密度瓶中注满水后用瓶塞塞住瓶子时，多余的水经过细管从上部溢出。①用天平称出待测金属颗粒的质量m1；②在“密度瓶”中注满水，塞好瓶塞，擦干瓶壁，用天平称出“密度瓶”的总质量m2；③将，塞好瓶塞，擦干瓶壁，用天平称出“密度瓶”的总质量m3；④根据已知量和测量量，推导出计算金属颗粒密度的公式ρ＝。针对训练1：金属颗粒放入“密度瓶”ρ=m1m1+m2-m3ρ水（一）用天平测固体密度用天平测固体体积的方法V固=V排水V排水=ρ水m排水用天平测量已知m2m1F浮=m2g-m1gG杯水=m1gG杯水+G石-F拉=m2gG石-F拉=m2g-m1gG排水=m2g-m1gm排水=m2-m1能力提升：用天平测体积ρ水m2-m1V金=V排水=①②（二）用天平测液体密度例5：一个空瓶质量是24克，装满水后，瓶与水的总质量是64克。如果用这个空瓶装满油，瓶和油的总质量是56克。求油的密度。m0=24gm1=64gm2=56g油的体积=水的体积V油=V水V水=ρ水=64g-24g1g/cm3=40cm3m水V油ρ油==56g-24g0.8g/cm3=40cm3m油（二）用天平测液体密度m0=24gm1=64gm2=56gV油=V水ρ水=64g-24g1g/cm3m水ρ油ρ油=56g-24g0.8g/cm3=m油另一种解法：ρ油m2m1V水=V液m3①②③ρ水m2-m1=ρ液m3-m1ρ液=（m3-m1）ρ水m2-m1方法应用：请你写出油密度的表达式（二）用天平测液体密度m1m2m3在烧杯上做标记，也可以让体积相等V水=V液ρ液=（m3-m1）ρ水m2-m1小玲同学想测花生油的密度，但家里只有天平（带砝码）、一个小空瓶，足量水，少量花生油（不够装满一小瓶），一只彩笔，而没有量筒。她思考后按照自己设计的实验步骤进行了测量，测量内容及结果如图24所示。图24（1）她第三次测得物体的质量如图乙中砝码和游码所示，m3=g；（2）求出油的密度。针对训练2：m3=33.2gρ油=0.76g/cm3（二）用天平测液体密度用天平测液体体积的方法让未知液体的体积与水的体积相等V液=V水V水=ρ水m水用天平测量已知三、只用量筒测密度原理：ρ＝mV如何用量筒测质量？测量工具：量筒辅助工具：烧杯、水（一）用量筒测固体密度例6：一个量筒里装了体积为60cm３的水,把一个小木块放入量筒中,它漂浮在水面上，量筒中水面刻度到达75cm３;如果用大头针把小木块向下推，使它没入水中，量筒中水面刻度到达80cm３,求小木块的密度。V1=60cm3水水V2=75cm3水V3=80cm3利用“漂浮”测物体质量因为漂浮：F浮=G物m木=ρ水（V2-V1）m木=15gV木=V3-V1=20cm3阿基米德原理：F浮=G排水所以：G物=G排水m物=m排水ρ木=0.75g/cm3（一）用量筒测固体密度例7：（15年中考）小京利用铝块、细线、量筒和适量的水测量一个形状不规则的小蜡块的密度。G物=G排水m物=m排水m蜡=ρ水（V1-V0）V蜡=V2-V3ρ水（V1-V0）（V2-V3）ρ蜡=（一）用量筒测固体密度例8：利用量筒和水、小塑料杯测量密度比水大的红豆的密度。V1V1水V2水V3V水m豆=ρ水（V2-V1）ρ水（V2-V1）（V3-V1）ρ豆=V豆=V3-V1G物=G排水m物=m排水（一）用量筒测固体密度水水例9：利用量筒和烧杯、试管、水测量红豆的密度。V1红豆的质量=试管中水的质量V2m豆=ρ水V1V豆=V2-V1ρ豆=ρ水V1V2-V1这种方法可以推广到测定某液体密度液体的质量=烧杯中水的质量m液=m水=ρ水V2ρ液=ρ水V2V1mL乙V2甲V1mL小刚想利用量筒、小筒和水，测量一小块铁矿石的密度。（1）在量筒中倒入适量的水，将小筒放入量筒中，使其漂浮在水面上，如图甲所示，读出量筒中水面的刻度值V1；（2）将待测矿石放入小筒中，使小筒仍漂浮在水面上，如图乙所示，读出量筒中水面的刻度值V2；（3），读出量筒中水面的刻度值V3；（4）根据已知量和测量量，导出计算铁矿石密度的公式ρ＝。针对训练3：将石块浸没在水中mL丙V3ρ水（V2-V1）（V3-V1）ρ石=（一）用量筒测固体密度用量筒测固体质量的方法m固=m排水=ρ水V排水用量筒测量利用“漂浮”测物体质量物体密度比水小的可以直接漂浮在水中，物体密度比水大的可以借助小容器漂浮在水中。（二）用量筒测液体密度例10：测定未知液体的密度实验器材：木块、水、量筒、未知液体。V0水V1水V0液V2液木块在水中的浮力=木块在未知液体中的浮力ρ水g(v1-v0)=ρ液g(v2-v0)ρ液=ρ水（V1-V0）V2-V0（二）用量筒测液体密度例11：（16年中考）小曼利用符合实验要求的圆柱体物块、石子、细线、量筒和适量的水测量某未知液体的密度。水水液液V0=50cm3V1=66cm3V0=50cm3V2=70cm3ρ水g(v1-v0)=ρ液g(v2-v0)ρ液=0.8g/cm3（二）用量筒测液体密度用量筒测液体密度的方法F浮水=F浮液利用的是方程的思想让木块在水中漂浮一次，再放在未知液体中漂浮一次，两次浮力相等。ρ水gv排水=ρ液gv排液四、只用弹簧测力计测密度GGF拉F浮=G-F拉G=mg=ρ物gV物F浮ρ液gV排=G-F拉五、只用弹簧测力计测密度例12：小玲将一块矿石挂在弹簧测力计下，然后又将此矿石浸没在水中，测力计两次示数分别如图（甲）、（乙）所示。⑴矿石受到浮力的大小⑵矿石的密度(g=10N/kg)G=8.8NF拉=7.2NF浮=G-F拉=8.8N-7.2N=1.6N方法一：m=0.88KgV石=V排=gρ水F浮=1.6N10N/kg×103Kg/m3=1.6×10-4m3ρ石=mV石=0.88Kg1.6×10-4m3=5.5×103Kg/m3四、只用弹簧测力计测密度G=8.8NF拉=7.2NF浮=G-F拉=8.8N-7.2N=1.6N方法二：G=ρ石gV石F浮=ρ水gV排①②F浮G=ρ石gV石ρ水gV排F浮G=ρ石ρ水1.6N8.8N=ρ石ρ水ρ石=5.5ρ水G水F1F浮=G-F1方法应用：根据图请你写出石块密度的表达式G=ρ石gV石F浮=ρ水gV排①②F浮G=ρ石ρ水G-F1G=ρ石ρ水=ρ石G-F1ρ水GF1方法应用：已知铝球的密度测未知液体的密度液F2F浮=ρ液gV排F浮=F1-F2G=ρ铝gV铝GF浮=ρ液ρ铝F1F1-F2=ρ液ρ铝=ρ液F1ρ铝（F1-F2）四、只用弹簧测力计测密度例13：有一实心金属球，在空气中称时，弹簧测力计读数为40N;浸没在水中称时，弹簧测力计的读数为30N;浸没在某种液体中称时，弹簧测力计的读数为32N.则未知液体的密度。(g取10N/Kg).G=40N水F1=30N液F2=32NF浮水=G-F1=40N-30N=10NF浮液=G-F2=40N-32N=8NF浮液F浮水=ρ水gV排ρ液gV排8N10N=ρ水ρ液10ρ液=8ρ水ρ液=0.8ρ水方法应用：根据图请你写出盐水密度的表达式G水F1盐水F2F浮水=G-F1F浮盐水=G-F2=ρ水gV排ρ盐水gV排G-F1G-F2=ρ水ρ盐水G-F1G-F2=G–F2G–F1∴ρ盐水ρ水四、只用弹簧测力计测密度在用弹簧测力计测密度时，我们用的是方程的思想，并没有去找“m”和“v”。一固一液时：F浮G=ρ固ρ液一固二液时：F浮液F浮水=ρ水ρ液五、利用杠杆平衡测密度ADOCDOA例14：课外小组的同学利用一根直棍，一个钩码和几根细线，就可以做成一个测量物体密度的仪器——密度秤。1.当不挂重物时，横杆在水平位置平衡，如图甲所示；2.将被测石块挂在D点，钩码挂在A点，横杆在水平位置衡，如图乙所示，用刻度尺测出OA的长度为30cm；3.将石块没于水中，钩码移到C点，横杆在水平位置平衡，如图丙所示，用刻度尺测出OA的长度为24cm。OA=30cmOC=24cm图甲图乙图丙五、利用杠杆平衡测密度ADOCDOAOA=30cmOC=24cmG石G2G石×L=G2×OALG石-F浮G2（G石-F浮）×L=G2×OC①②G石-F浮G石=OAOC=30cm24cm=54（G石-F浮）×5=G石×4G石=5F浮ρ石gV石=5ρ水gV排ρ石=5ρ水五、利用杠杆平衡测密度例15：某同学要测一个金属块的密度，他手中的测量工具只有一只量程较小的弹簧测力计，当他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，于是他设计了如图所示的装置去测量。杠杆OAB质量不计。他实验的步骤如下：（1）用细绳把金属块悬挂于A点，用弹簧测力计在B点作用一个竖直向上的力，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=4.5N；（2）向容器中加水使金属块浸没，读出弹簧测力计此时的读数F2=3.6N；（3）被测金属块密度的表达式：ρ=。AOB五、利用杠杆平衡测密度AOBAOBF1=4.5NF2=3.6NG金G金-F浮G金×OA=F1×OB（G金-F浮）×OA=F2×OB①②