多种方法测密度12vvm-=Vm??《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V1(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V2;实验结论:Vm??《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V1(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V2;实验结论:12vvm-=Vm??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。?⑴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:?①用天平称出烧杯和液体的质量m1;?②从天平上取下烧杯,向量筒中倒入一定体积的液体,如图24;?③用天平称出烧杯和剩余液体的质量m2,如图25;?⑵请将测量数据和计算结果填入表格。烧杯和液体总质量m1/g烧杯和剩余液体质量m2/g液体体积V/cm3液体密度?/g?cm?3105【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/cm3,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)。《等浮力法》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:ρ牛gV牛排=ρ水gV水排ρ牛gSh牛排=ρ水gSh水排∵h牛排=L-h牛h水排=L-h水∴ρ牛(L-h牛)=ρ水(L-h水)牛奶的密度:水牛水牛?????hhLL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:ρ金=水??FGG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=ρ金=g水浮?F水-==?FGGgVGVm《弹簧测力计法》(也可称三提法)------------测液体密度(05年北京)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:ρB=。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:ρB=水?FGFG???【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ρ牛gh牛=ρ水gh水牛奶的密度:ρ牛=水牛水?hh《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m0;2.将适量的水倒入烧杯中,用天平测出烧杯和水的总质量m1,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m2。水水牛牛=??mm水水水牛牛--==???0102mmmmmm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。《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∴ρ牛V牛=ρ水V水ρ牛h牛S=ρ水h水Sρ牛h牛=ρ水h水即ρ牛=水牛水?hh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》(2006北京)小东想估测出某种油的密度ρ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ρ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ρ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)利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算ρ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”。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=3×103kg/m3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:①在量筒内倒入适量的水,记下量筒的示数为V0;②使空牙膏皮漂浮在量筒中,记下量筒的示数为V1;③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:水??0201VVVV???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中放一个木块,水面所对量筒的示数为V1,如图甲;若在木块上一石块后木块仍漂浮,此时水面所对量筒的示数为V2,如图乙;若将石块从木块上拿下放入水中,水面所对量筒的示数为V3,如图丙。求:石块的密度。木块石石V2V3图甲图乙图丙木块木块V1(2007年北京市中考试题).小红在海边拾到一块漂亮的小石块,她想测出小石块的密度。小红利用一架天平、一个烧杯、适量的水和细线设计了一个测量小石块密度的实验方案,以下是她设计的实验步骤,请你补充完整。(1)用调节好的天平称出小石块的质量m1;(2)在烧杯中注入适量的水,用天平称出烧杯和水的总质量m2;(3),在天平右盘添加适当的砝码,移动游码,天平平衡后,砝码与游码的总示数为m3;(4)已知水的密度为ρ水,利用上述测量出的物理量和已知量计算小石块密度的表达式为:。测密度的多种方法(1)等浮力法(2)双提法、三提法(3)等体积法(4)等质量法(5)等压强法(6)一漂一沉法