密度的特殊测量方法 2
《特殊方法测密度》 讲义

《特殊方法测密度》讲义一、测量密度的基本原理在物理学中,密度的定义是物体的质量与体积的比值。
即:密度=质量÷体积。
通常情况下,我们直接测量出物体的质量和体积,然后通过计算得出其密度。
但在某些特殊情况下,直接测量质量和体积可能会比较困难,这就需要我们运用一些特殊的方法来测量密度。
二、特殊方法测固体密度1、浮力法如果固体的密度大于水的密度,且能在水中下沉,我们可以使用浮力法来测量其密度。
实验步骤如下:(1)用天平测量出固体的质量 m。
(2)在量筒中倒入适量的水,记录此时水的体积 V₁。
(3)将固体用细线系好,缓慢浸没在量筒的水中,记录此时水和固体的总体积 V₂。
(4)固体的体积 V = V₂ V₁。
(5)根据密度公式,固体的密度ρ = m÷(V₂ V₁) 。
2、漂浮法当固体的密度小于水的密度,会漂浮在水面上。
这时,我们可以采用以下方法测量其密度。
实验步骤:(1)用天平测量出固体的质量 m。
(2)将量筒中倒入适量的水,然后将固体放入量筒中,用细针将其压入水中,使其浸没,记录此时水和固体的总体积 V₁。
(3)将固体取出,再次记录量筒中水的体积 V₂。
(4)固体的体积 V = V₁ V₂。
(5)计算固体的密度ρ = m÷(V₁ V₂) 。
3、替代法如果固体的形状不规则,且难以直接测量体积,我们可以采用替代法。
实验步骤:(1)用天平测量出固体的质量 m。
(2)在量筒中倒入适量的水,记录此时水的体积 V₁。
(3)将固体浸没在水中,再加入与固体等体积的小铁块,记录此时水和铁块的总体积 V₂。
(4)取出固体和铁块,测量铁块的质量 m₁。
(5)根据铁块的密度计算出铁块的体积 V₃= m₁÷ρ铁。
(6)固体的体积 V = V₂ V₁ V₃。
(7)固体的密度ρ = m÷(V₂ V₁ V₃) 。
三、特殊方法测液体密度1、等体积法实验步骤:(1)用天平测量出空量筒的质量 m₁。
测量物质密度的特殊方法

汇报人:2023-11-16•比重瓶法•气体密度法•浮力法目录•压力法•总结与展望01比重瓶法定义比重瓶法是一种测量液体密度的间接方法,通过测量液体质量和体积的数值,计算出液体的密度。
原理密度是物质的质量除以其体积,比重瓶法通过测量液体质量和体积,可以计算出液体的密度。
定义与原理实验步骤2. 用天平称量比重瓶的质量(包括空瓶)。
3. 将待测液体倒入比重瓶中,并称量比重瓶和液体的总质量。
5. 根据质量、体积和比重瓶的质量,计算液体的密度。
4. 记录比重瓶中液体的体积(可以通过液位高度计算)。
1. 准备比重瓶和待测液体。
数据处理根据记录的数据,使用公式计算液体的密度。
将计算结果与标准值进行比较,分析误差大小。
数据记录在实验过程中,需要准确记录每个步骤的数据,包括比重瓶的质量、液体的质量、液体的体积等。
结论根据实验数据和分析结果,得出待测液体的密度是否符合预期或标准值。
如果误差较大,可能需要重新进行实验或调整测量方法。
数据分析与结论02气体密度法气体密度法是一种通过测量气体密度来推算物质密度的方法。
定义气体密度法基于理想气体定律,即压力、温度和体积之间的关系。
通过测量气体在不同压力和温度下的体积,可以计算出气体的密度。
原理定义与原理实验步骤011. 准备实验器材:包括气体密度计、压力表、温度计、恒温水槽等。
022. 将气体密度计放置在恒温水槽中,并确保其温度稳定。
033. 将压力表连接到气体密度计上,并调整压力至所需值。
044. 记录压力和气体密度计中气体的体积。
055. 重复步骤3和4,在不同压力和温度下进行测量,以获得足够的数据。
066. 根据理想气体定律,计算气体的密度。
根据测量数据,可以绘制气体密度与压力和温度之间的关系图。
通过对比实验数据与理论值,可以评估实验结果的准确性。
根据实验结果,可以得出物质密度的计算公式或经验公式。
数据分析与结论03浮力法定义浮力法是一种利用物体在液体中受到的浮力与自身重力相等来测量物质密度的方法。
6种特殊法测密度及其步骤

6种特殊法测密度及其步骤下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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密度的定义及测量方法

密度的定义及测量方法密度是物质的一种基本属性,用来描述物质的紧密程度或者说物质的质量与体积之间的关系。
它是物质在单位体积内所包含的质量的量度。
密度的测量在科学研究、工程应用和日常生活当中都非常重要,本文将介绍密度的定义及测量方法。
一、密度的定义密度(ρ)的定义是物体的质量(m)与物体的体积(V)之比。
即ρ = m / V密度的国际单位是千克每立方米(kg/m³)。
密度的物理量通常用Greek字母“ρ”(rho)表示。
二、密度的测量方法1. 固体密度的测量(1)比重法比重法是一种通过比较待测体与参比物体的密度来测量待测固体密度的方法。
通常使用到的参比物体是水。
首先将待测固体测量质量,然后放入装有水的容器中,通过比较固体与水的质量,可以计算出密度。
(2)浸没法浸没法也是一种常用的测量固体密度的方法。
它基于阿基米德原理,即物体浸没在液体中受到的浮力等于它排除液体体积的质量。
通过测量挂在固体上的丝线的张力,可以推算出固体密度。
2. 液体密度的测量(1)比重瓶法比重瓶法是一种常用的测量液体密度的方法。
比重瓶是一种特殊的容器,它具有一个精确的刻度,可以用来测量液体在不同温度下的密度。
首先将比重瓶称重,然后装入一定量的待测液体,并称重,通过比较两次称重的质量差异,可以计算出液体的密度。
(2)密度计法密度计是一种专门用来测量液体密度的仪器,也是一种常用的测量方法。
通过将密度计置于待测液体中,它能够测出液体的密度。
3. 气体密度的测量气体密度的测量方法与固体和液体密度的测量略有不同。
由于气体的特殊性质,常用的气体密度测量方法包括浮于水法、法拉第法等。
浮于水法是将气体置于水中,通过比较水位的升降来计算气体的密度;法拉第法是通过测量气体的质量与体积来计算气体的密度。
总结:密度是物质的一种基本属性,可以通过质量与体积之比来表达。
固体的密度可通过比重法或浸没法来测量,液体的密度可通过比重瓶法或密度计法来测量,气体的密度可通过浮于水法或法拉第法来测量。
教你如何测量密度:浮力法密度测量教案二

密度是一个物质的质量和体积的比值,是一种非常重要的物理量。
测量密度的方法有很多种,其中最常见的方法之一是浮力法密度测量方法。
本文将介绍该方法的具体操作步骤和注意事项。
浮力法密度测量方法基于阿基米德原理:当一个物体完全或部分浸没在液体中时,它所受到的浮力与它排开的液体体积和液体密度有关。
当物体的密度大于液体密度时,它将下沉到液体中,当物体的密度小于液体密度时,它将浮在液体表面。
浮力法测量密度的基本步骤如下:1.准备实验器材,包括一个密度计、一个烧杯、一支铅笔、一把剪刀、一根细线、一块小木板和一些待测物体。
2.用剪刀和铅笔制作一个小穿孔,在木板上悬挂细线,将待测物体系于细线上。
3.将待测物体用细线系在密度计上,然后将其放入烧杯中,加入足够的液体,让待测物体完全浸没在液体中。
4.用烧杯滴管滴加一些液体,直至待测物体的位置在液面上方几毫米的地方。
5.记录液体的体积和密度计所显示的密度数据,并将待测物体从烧杯中取出。
6.重复以上步骤,分别使用不同的待测物体进行测量,以提高实验数据的准确性。
注意事项:1.在实验过程中,应该保证实验器材洁净无杂质。
2.待测物体应该尽量小而轻,以免对实验结果产生影响。
3.液体一定要用量杯或其他精度高的工具来测量,以确保实验的准确性。
4.多次进行测量,取平均值,防止误差。
5.在处理实验结果时,应该注意单位制的转换。
浮力法密度测量方法的优点是操作简便,易于实现。
它可以对各种物质的密度进行测量,不需要考虑物质的形状和大小,测量结果精密度高,误差较小。
它在实际生产和科研工作中也有广泛的应用。
浮力法密度测量方法是一种简单而常用的实验方法,通过正确使用仪器和注意实验过程中的一些细节问题,可得到精确的测量结果。
在实际工作和学习中,我们可以根据需要随时运用这种方法进行密度测量,为实际问题的解决提供有力支持。
密度的特殊测量方法

密度的特殊测量方法密度是物体质量与体积的比值,常用的测量方法有一些特殊的方法,下面将介绍几种常见的特殊测量方法。
1.浮力法浮力法是通过物体在液体中受到的浮力来测量物体的密度。
根据阿基米德原理,当物体浸泡在液体中时,物体所受到的浮力等于其排开的液体的重量。
因此,可以将待测物体悬挂在天平上,记录下其在空气中的质量,然后将其浸入一个已知密度的液体中,记录下物体在液体中的浸泡质量。
通过浮力法可以计算出物体的密度。
2.度量密度法度量密度法通过测量物体在空气和液体中的相对浮力来计算其密度。
首先,将待测物体悬挂在天平上,记录下其在空气中的质量,然后将其浸入一个已知密度的液体中,记录下物体在液体中的浸泡质量。
根据阿基米德原理,物体在液体中所受到的浮力等于其在空气中的质量与在液体中质量之差。
通过测量相对浮力可以计算出物体的密度。
3.音速仪法音速仪法是通过测量物体对声波传播速度的影响来计算其密度。
首先,将待测物体悬挂在一根线上,然后在物体旁边以特定频率的声波进行振动。
根据声波传播的速度和谐振频率之间的关系,可以计算出物体的密度。
4.吸附法吸附法是通过观察物体对流体的吸附行为来计算其密度。
例如,可以将待测物体放置在一个已知密度的流体中。
如果物体比流体密度小,则会浮在流体表面,如果物体比流体密度大,则会下沉。
通过观察物体在流体中的位置可以判断出其相对密度。
5.共振法共振法是通过观察物体在特定频率下的共振现象来计算其密度。
一种常见的方法是通过将物体悬挂在弹簧上,然后在物体旁边以不同频率的外力作用使其振动。
当外力频率与物体固有频率相同时,物体会出现共振。
通过观察共振频率可以计算出物体的密度。
以上是一些常见的特殊测量密度的方法,每种方法都适用于不同的情况和物体的测量。
这些方法可以提供更准确的密度测量结果,尤其适用于一些特殊形状、密度较小或密度较大的物体。
在实际应用中,可以根据需要选择合适的方法进行测量。
初中密度特殊测量方法
初中密度特殊测量方法初中密度的特殊测量方法主要有以下两种:方法一:只用天平(测石头的密度)1. 测出空烧杯的质量m1。
2. 测出石头和空烧杯的总质量m2。
3. 取出石头将烧杯装满水测出总质量m3。
4. 将石头放入装满水的烧杯中,水溢出后,测出烧杯、剩余水和石头的总质量m4。
方法二:有天平,无量筒(用水做中间转换量,等体积代换)1. 固体。
器材:石块、烧杯、天平和砝码、足够的水、够长的细线。
方法:a. 用调好的天平测出待测固体的质量m0。
b. 将烧杯中盛满水,用天平测得烧杯和水的质量m1。
c. 用细线拉着石块,使其浸没在烧杯中,待液体溢出后,用天平测得此时烧杯总质量m2。
解析:ρ=m/v,本实验石块质量为m0,满水+杯子为m1,溢出后水+杯子+石块为m2,则m2-m0为溢出后水+杯子,m1-(m2-m0)为溢出去的水质量,溢出去的水体积等于石块体积V=m溢/ρ水=m1-(m2-m0)/ρ水。
石块密度ρ=m0/v石=m0ρ水/(m0+m1-m2)。
2. 液体。
器材:烧杯、足够多的水、足够多的待测液体、天平和砝码。
方法:a. 用调整好的天平测得空烧杯质量为m0。
b. 将烧杯装满水,用天平测得烧杯和水质量为m1。
c. 将烧杯中得水清空,然后在烧杯中装满待测液体,测得此时烧杯和液体质量为m2。
解析:实验原理ρ=m/v。
本实验用水做中间转换量求体积,水的体积和待测液体体积相等。
v水=v液=m水/ρ水=(m1-m0)/ρ水,ρ液=m液/v液=(m2-m0)ρ水/(m1-m0)。
测量几种特殊物质密度的方法
测量几种特殊物质密度的方法一、“沉坠法”测漂浮物的密度像木块、石蜡这样漂浮在液面上的物体,其体积无法直接用排水法测量,我们可以先用“沉坠法”测量出它的体积,进而测量出它的密度。
下面,以木块为例,介绍一下这种测量方法。
①用天平测量出木块的质量,记作m 。
②把一块大小合适的石块用细线拴好,浸没在盛有水的量筒中,测量出石块和水的总体积,记作1V 。
③取出石块,用细线把石块和木块拴在一起,然后一起浸没在水中,测量出木块、石块、水的总体积,记作2V 。
则木块的体积为:12V V V -=。
④木块的密度为:12V V m V m -==ρ。
二、“饱和溶液法”测溶解于水的物质的密度像白糖、食盐这样溶解于水的物质,其体积也无法直接用排水法测量,我们可以先用“饱和溶液法”测量出它的体积,进而测量出它的密度。
下面,以食盐为例,介绍一下这种测量方法。
①用天平测量出适量的食盐的质量,记作m 。
②在量筒中加入适量的水,然后加入足量的食盐,充分搅拌,直至食盐不再溶解,量筒底有少量食盐晶体为止,此时量筒中的液体为食盐的饱和溶液,读出溶液和剩余食盐晶体的总体积,记作V 1。
③把测量好的食盐加入量筒中,读出此时溶液和食盐的总体积,记作V 2,则食盐的体积为12V V V -=。
④食盐的密度为:12V V m V m -==ρ。
三、“等容法”测液体密度对于液体,我们可以借助水,不用量筒,只用天平,运用“等容法”测出其密度。
下面,以酒精为例,介绍一下这种测量方法。
①用天平测出一个大小合适的小烧杯的质量,记作0m 。
②把小烧杯装满酒精,用天平测出小烧杯和酒精的总质量,记作1m 。
则酒精的质量为:01m m m -=。
③把小烧杯中的酒精倒出,擦净,装满水,用天平测出小烧杯和水的总质量,记作2m 。
则水的质量为:02m m m -=水。
酒精的体积为:水水水水ρρ02m m m V V -===。
④酒精的密度为:水水ρρρ02010201m m m m m m m m V m --=--==。
密度测量方法的总结
密度测量方法的总结作者:郭占峰来源:《新课程·中学》2014年第11期密度是初中科学科物理部分的一个重要概念,而密度的常规测量过程更是一个考查的重点,另外,综合运用浮力、质量等知识,用非常规方法测量密度,可以很好地锻炼学生灵活运用知识的能力,对培养学生的学习兴趣也很有帮助。
一、密度测量常规方法1.密度大于水的固体密度测量方法(1)用天平测出被测物体的质量m(2)用量筒采用排水法V(3)用公式ρ=m/V计算出物体密度2.密度小于水的固体密度测量方法(1)用天平测出物体的质量m(2)用沉锤法测出物体体积,具体做法:取小石块用细线绑好,沉入量筒水面下,读出刻度V1,再将石块与被测物体绑在一起,沉入水面下,读出刻度V2,则被测物体的体积V=V2-V1(3)用公式ρ=m/V计算出被测物体的密度3.液体密度的测量方法(1)用烧杯取适量被测液体用天平测出质量m1(2)将烧杯中的液体倒入量筒中一部分,测出其体积V(3)用天平测出剩余液体和烧杯的总质量m2(4)则液体密度ρ=(m1-m2)/V小结:从上述测量过程可以看出,天平与量筒是测量密度的两个重要器材,天平用来测质量,量筒用来测体积,这些属于常规方法。
另外,我们还可以在不用天平或不用量筒情况下,测密度,则就是非常规方法。
二、几种非常规的密度测量方法1.没有天平,只有量筒的时候(1)不规则固体(以石子为例)器材:小塑料桶(或金属桶)、量筒、细线、水①找一只小塑料瓶(或金属桶),(可以浮在水面上,直径小于量筒)放在盛有适量水的量筒中,读出水面所对刻度,记为V1;②将适量石子放在小塑料瓶中,使小瓶漂浮在水面上记下此时刻度,记为V2;③将石子从小塑料瓶中取出,用细线绑着,慢慢浸没在水中,读出量筒刻度,记为V3;④数据处理:V石=V3-V1m石=G石/g=F浮/g=ρ水g(V2-V1)/g=ρ水(V2-V1)ρ石=m石/V石=ρ水(V2-V1)/(V3-V1)(2)若是密度小于水的固体,(如木块)器材:量筒、细针(或牙签)、水①往量筒中注入适量水,读出体积为V1;②将木块放入水中,漂浮,静止后读出体积V2;③用细针插入木块,使木块浸没水中,读出体积为V3。
测量物质的密度特殊方法
测量物质的密度特殊方法测量物质的密度是初中物理中一个重要的实验,中考对此多有考查.关于物理密度的测定,最基本的方法是用天平和量筒直接测出物体的质量和体积,然后根据求出物质的密度.但有时天平和量筒只给其中一种,甚至一种也没有,而代以其他测量工具,如弹簧秤、刻度尺等;有时虽然有天平和量筒,但又无法测出物体的质量和体积.在这种情况下,必须充分利用已知条件,用巧妙的方法间接地测出物质的质量和体积,然后利用公式求出物质的密度.一、等量代换法当物体的质量和体积其中之一或者二者都不能直接测量时,寻找适当的“代换”是至关重要的.1.等体积代换法例1 用足量的水、天平(包含砝码)、烧杯,测出盐水的密度.分析本题没有量筒,这意味着盐水的体积不能直接测出,只能通过空烧杯和水来“代换”出盐水的体积.方法:(1)先用天平测出空烧杯的质量m1;(2)用天平测出烧杯装满水时的总质量m2;(3)用天平测出烧杯装满盐水时的总质量m3,盐水的质量为m=m3-m1,则,.例2 现有天平(包含砝码)、烧杯、细线和足量的水,试用这些器材测出小铁块的密度.分析本题没有量筒,就给定的器材而言,小铁块的体积只有通过水来“代换”.方法:(1)用天平测出小铁块的质量m1;(2)在烧杯中倒入适量的水(能浸没铁块),测出烧杯和水的总质量m2;(3)用细线拴好小铁块,把它浸没在烧杯内的水中,记下此时水面的位置;(4)取出小铁块,在烧杯中加入适量的水,使水面升至刚才所记的位置,用天平测出此时烧杯和水的总质量m3.小铁块的体积为,则.2.等质量代换法例3 用量筒、水、细针,测出石蜡的密度(ρ蜡<ρ水).分析没有天平,只能通过量筒和水用间接的方法“代换”出水的质量.方法:(1)向量筒内倒入适量水,记下此时水面刻度V1;(2)把石蜡放入水中,石蜡漂浮在水面上,记下此时水面刻度V2;(3)用细针把石蜡全部压入水中,记下此时水面刻度V3.石蜡漂浮时,石蜡排开水的体积为V排=V2-V1,根据阿基米德定律得F浮=G蜡,则石蜡的质量为m=ρ水V排水=ρ水(V2-V1).又石蜡的体积为V=V3-V1,则3.等密度代换法(悬浮法)例4 现有一粒花生米(密度略大于水),请用天平(包含砝码)、量筒、烧杯、水、玻璃棒、食盐,设计实验测出花生米的密度.分析本题虽然用天平可以测量花生米的质量,但由于一粒花生米的体积非常小,所以用量筒不能直接测量.这时我们必须转换思路,充分利用现有器材.由题意知花生米在水中下沉,但器材中提供了食盐,这使我们想到在水中添加食盐,当花生在盐水中悬浮时,盐水的密度等于花生米的密度.方法:(1)将花生米放入烧杯中,向烧杯内倒入适量的水;(2)向烧杯的水中慢慢地添加食盐,用玻璃棒不停地搅拌,直到花生米悬浮为止;(3)用天平测出是筒的质量m1;(4)从烧杯中取出花生米,然后向量筒中倒入适量的盐水,测出其盐水的体积V;(5)用天平测出量筒和盐水的总质量m2,所以量筒中盐水的质量为m2-m1,则盐水的密度为.根据花生米悬浮于盐水中可知,花生米的密度ρ与盐水的密度ρ盐水相等,即.二、阿基米德原理法例5 用弹簧秤、烧杯、足量的水、细线,测出铁块及盐水的密度.分析弹簧秤只能测出铁块的重力G,进而求出其质量m,但无法测出铁块的体积V以及盐水的重力和体积.因此,直接利用求密度有困难.但弹簧秤和水把我们的思路引发到利用阿基米德原理来解决问题.方法:(1)用弹簧秤测出铁块在空气中的重力G1;(2)将铁块浸没在烧杯内的水中,记下此时弹簧秤的示数G2;(3)将铁块浸没在烧杯内的盐水中,记下此时弹簧秤的示数G3.根据铁块在水中时受力平衡得F浮1=G1-G2,即ρ水gV排=G1-G2,则,.根据铁块在盐水中时受力平衡得F浮2=G1-G3,即ρ盐水gV排=G1-G3,则.例6 用装有细砂的平底试管(可漂浮在水面上)、刻度尺、水、烧杯,测出盐水的密度.分析测量工具只有刻度尺,盐水的质量和体积都不能直接测出.由题意可知装有细砂的平底试管在水和盐水中都可处于漂浮状态,这使我们的思路再次转向利用阿基米德原理.方法:(1)先把装砂的试管放入盛水的烧杯中,用刻度尺测出试管浸入水中的深度h1;(2)再把装砂的试管放入盛盐水的烧杯中,用刻度尺测出试管浸入盐水中的深度h2;根据试管在水和盐水中都处于漂浮状态,由受力平衡得F浮1=F浮2=G,则ρ水gSh1=ρ盐水gSh2,即.三、杠杆平衡法当实验器材只有刻度尺、直杆、均匀木质米尺、铁架台时,我们可以联想到杠杆,利用杠杆的平衡条件间接地求出物质的密度.例7 用一粗细均匀木杆、刻度尺、铁块(ρ铁已知)、细线、铁架台,测一与铁块等体积的石块的密度.解析方法:(1)用刻度尺找出木杆的中点;(2)把细线系在木杆的中点上,然后挂在铁架台上制成杠杆,使其水平平衡;(3)如图1所示,把铁块及石块分别挂在杠杆两边并调节位置使杠杆平衡,用刻度尺分别测出铁块及石块的力臂l1、l2.由杠杆的平衡条件得G铁l1=G石l2,即ρ铁V铁l1=ρ石V石l2,又V铁=V石,则.例8 用均匀木质米尺、铁块(ρ铁未知)、水、烧杯、细线、铁架台,测出石块及盐水的密度.解析方法:(1)把细线系在米尺的中点上,然后挂在铁架台上制成杠杆,使其水平平衡;(2)如图2所示,把铁块和石块分别挂在杠杆两臂上,并调节位置使杠杆平衡,记下l和l1的长度.(3)如图3所示,把石块放入水中,移动铁块使杠杆平衡,记下l2的长度.(4)如图4所示,把石块放入盐水中,移动铁块使杠杆平衡,记下杠杆平衡时力臂l3的长度.由图2得ρ石gVl=G铁l1,由图3得(ρ石-ρ水)gVl=G铁l2,由图4得(ρ石-ρ盐水)gVl=G铁l3,联立解得四、U形管法例9 用U形管、水、刻度尺,测出油(不溶于水)的密度.分析根据题中给出的U形管,我们完全可以尝试利用连通器原理和液体压强这两方面的知识来测定油的密度.方法:(1)沿U形管一端的内壁慢慢地注入水,再沿U形管另一端的内壁慢慢地注入油,如图5所示.(2)用刻度尺分别测出油和水分别距分界面的高度h1和h2.根据同一液体中同一水平液面上的压强相等,得ρ油gh1=ρ水gh2,即.。
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密度的特殊测量纵观多年的中考试卷,密度是中考的一个重点,同时又是中考的热点,密度的考查主要以操作性的实验题型出现,在考查知识的同时兼顾实验操作技能的考查,按照教科书,根据密度的计算公式ρ=m/v,利用天平和量筒,分别测出被测物的质量m和体积v,则可算出被测物的密度,这是最基本的测定物质密度的方法。
近年来的中考试题,则往往是天平、量筒不会同时具备,此时只要适当有些辅助器材,同样可以完成测定物质的密度,现将几种测定物质密度的特殊方法提供如下:一、测定液体的密度1、有天平、无量筒辅助器材:盛装液体的容器(如玻璃杯)、足够的水。
步骤:(1)用天平测定玻璃杯的质量m1;(2)将玻璃杯盛满水测出杯和水的质量m2,则玻璃杯的容积v杯=v水=(m2-m1/ρ水;(3)将杯内水倒尽盛满待测液体,则v液=v杯=v水,用天平测出杯和液体的质量m3;则被测液体的密度为:ρ液=m液/v液=(m3-m1)ρ水/(m2-m1该方法主要是利用水的密度找体积,同时抓住体积为一定值进行测量。
2、有量筒、无天平辅助器材:盛装液体的容器如小杯子(直径小于量筒直径)、足够的水。
步骤:(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到达的刻度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到达的刻度v2;则被测液体的重:G液=F浮=ρ水g(v2-v1 m液=G液/g=ρ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:ρ液=(v2-v1)ρ水/v液。
该法重在利用漂浮找质量(F浮=G物漂浮)。
3、无量筒、无天平(1)辅助器材:较大柱形容器、大小玻璃杯各一个(直径小于柱形容器直径)、足够的水、刻度尺。
步骤:①在柱形容器内盛入适量的水,将大杯放入水面漂浮,用刻度尺测出此时容器内水面到达的高度h1;②用小杯盛满水倒入大杯内(大杯仍漂浮),测出此时容器内水到达的高度h2,设柱体容器的底面积为s;则小杯的容积v杯=v排=s(h2-h1;③将大杯内水倒尽,用小杯盛满待测液体;则v液=v杯,将液体倒入大杯放入柱形容器内(大杯仍漂浮)测出此时容器内水面到达的高度h3;则:G液=F浮=ρ水gs(h3-h1 m液=ρ水s(h3-h1被测液体的密度ρ液=(h3-h1ρ水/(h2-h1该方法主要抓柱形容器横截面是定值找体积,利用漂浮找质量。
(2)辅助器材:平底试管、细沙、水、刻度尺。
步骤:①在平底试管中装入适量细沙使之直立浮在水中,用刻度尺量出浸入水中部分长度h1;②取出试管擦干水使之直立浮在被测液体中,量出浸入被测液体中部分长度h2;设试管横截面积为s则:G=F浮水=F浮液,sh1ρ水g=sh2ρ液g所以:ρ液=h1ρ水/h2。
该法是利用二次漂浮做桥梁测液体密度。
(3)辅助器材:压强计、刻度尺。
步骤:把压强计金属盒浸入待测液体中,用刻度尺测出金属盒浸入的深度为h1,从压强中读出U型管中两边的液面高度差h2;则:ρ液gh1=ρ液计gh2所以:ρ液=ρ液计h2/h1该法是利用压强计和液体压强公式测液体密度。
二、测定固体物质的密度1、有天平(或弹簧称)无量筒(1)规则的实心几何体(如正方体、长方体、圆柱体等)辅助器材:无弹性细线、刻度尺。
步骤:①用天平测出物体的质量m;②用刻度尺测出正方体边长为a(或长方体长、宽、高:a、b、c;或用细线和刻度尺测圆柱体横截面周长c圆柱体高h);则被测物体积:v正=a3(v长=abc,v圆=c2h/(4π固体密度为:ρ正=m/a3ρ长=m/abc;ρ圆=4πm/(c2h)该法重在用刻度尺间接测出规整物体的体积。
(2)不规则实心几何体(能沉入水中,如小石头等)辅助器材:细线、足够的水、大小合适的盛水容器。
步骤:①将细线系住小石头,用弹簧称测小石头的重G;则小石头质量:m=G/g②在容器内盛适量水,将小石头浸没水中,此时,弹簧称示数为G’;则:F浮=G-G’ ρ水gv排=G-G’v物=v排=(G-G’/(ρ水g ρ物=Gρ水/(G-G’该法是利用阿基米德原理找体积。
2、有量筒、无天平(1)只能漂浮的固体物(不吸水)辅助器材:足够的水、大头针。
步骤:①在量筒内盛适量的水,记下此时量筒内水的体积为v1;②将大小合适的被测物放入量筒内水面漂浮,记下量筒内水面达到的刻度v2;则:G物=F浮=ρ水g (v2-v1m物=ρ水(v2-v1)③用大头针将被测物压没水中,记下量筒内水面到达的刻度v3 。
则:v物=v3-v1被测物的密度:ρ物=(v2-v1ρ水/(v3-v1(2)只能沉没的固体物(不吸水)辅助器材:足够的水、玻璃杯(直径小于量筒直径)、细线。
步骤:①在量筒内放入适量的水,将杯放入水面漂浮,记下此时量筒内水面达到的刻度v1;②将大小合适的被测物放入杯内(杯漂浮),记下量筒内水面达到的刻度v2;则:G物=F浮=ρ水g(v2-v1m物=ρ水(v2-v1③将杯从量筒中取出记下量筒内水面到达的刻度v3;④用细线系住被测物浸没量筒内水中静止后(全部浸没),记下量筒内水面到达的刻度v4;则:V物=v4-v3ρ物=(v2-v1ρ水/(v4-v3(3)既能漂浮又能下沉的固体物(如小酒杯)辅助器材:足够的水步骤:①在量筒内盛适量的水,记下此时量筒内水面达到的刻度v1;②将小酒杯放入量筒内水面漂浮,记下量筒内水面达到的刻度v2;则:G物=F浮=ρ水g(v2-v1m物=ρ水(v2-v1)③将小酒杯沉没于量筒内水中,记下量筒内水面到达的刻度v3;则:v物=v3-v1ρ物=(v2-v1)ρ水/(v3-v1以上方法是利用漂浮找质量,利用排水法找体积。
3、无量筒、无天平(1)只能漂浮的固体物(不吸水)辅助器材:柱形容器(设底面积为s)足够的水、刻度尺、大头针。
步骤:①在容器内盛适量的水,用刻度尺测出水面到达的高度h1;②将大小合适的被测物放入容器内水面漂浮,测出容器内水面到达的高度h2;则:G物=F浮=ρ水gs(h2-h1m物=ρ水s(h2-h1③用大头针将被测物压没于水中,测出容器内水面到达的高度h3;则:v物=s(h3-h1ρ物=(h2-h1)ρ水/(h3-h1(2)只能沉没的固体物(不吸水)辅助器材:柱形容器(设底面积为s)、足够的水、玻璃杯(直径小于柱形容器直径)、刻度尺、细线。
步骤:①在柱形容器内放入适量的水,将杯放入水面漂浮,用刻度尺测出柱形容器内水面达到的高度h1;②将大小合适的被测物放入杯内(杯漂浮),用刻度尺测出水面到达的高度h2;则:G物=F浮=ρ水gs(h2-h1m物=ρ水s(h2-h1③将杯从柱形容器中取出,测出容器内水面到达的高度h3;④用细线系住被测物浸没量筒内水中,测出容器内水面到达的高度为h4;则:v物=s(h4-h3ρ物=(h2-h1ρ水/(h4-h3(3)既能漂浮又能下沉的固体物(不吸水)辅助器材:柱形容器(设底面积为s)、足够的水、刻度尺。
步骤:①在柱形容器内盛适量的水,测出此时容器内水面到达的高度h1;②将大小合适的被测物放入柱形容器内水面漂浮,测出水面达到的高度h2;则:G物=F浮=ρ水gs(h2-h1m物=ρ水s(h2-h1③将被测物沉没于容器内水中,测出容器内水面到达的高度h3;则:v物=s(h3-h1ρ物=(h2-h1ρ水/(h3-h1以上方法为利用漂浮找质量,利用柱体找体积。
(4)略大于水密度的固体物(如鸡蛋)辅助器材:液体密度计、容器、水和食盐。
步骤:将物体浸没在盛盐水的容器中,若物体上浮,向容器中加少量水;若下沉,向容器中加少许盐,直到物体恰好悬浮在盐水中,用密度计测出此时盐水密度,即为物体的密度值。
以上是一些密度测量的特殊方法,所给器材不全,必须采用一些非常规法测物体的质量或体积,其中都借用了水的密度。
最后利用ρ=m/v算出待测物密度。
非常规性实验对培养学生的发散性思维,创新能力方面有着非常重要的作用。
三、附部分中考题供参考1、给你一个已调好的天平(带法码)和一个盛满水的烧杯,只用这些器材(不使用任何其它辅助工具)测出一纸包金属颗粒的密度,要求写出实验步骤和计算金属密度的数学表达式(1999年天津市中考题)。
提示:采用溢水法。
2、陆良彩色沙林因其沙色多样,沙层分明,沙质特别而闻名中外,为了更好地了解彩沙特点,需要测量各色沙的密度,现有一堆干了的沙,请你设计一个实验方案,测出沙的密度。
(1)列出实验所需器材;(2)简述实验步骤并写出测量结果的表达式(2002年曲靖市中考题)3、现有一只量筒和一个玻璃制成的小试管,用这只量筒、试管和水,请你设计一个实验,测量制作这只小试管的玻璃的密度。
要求:①简述实验步骤;②根据实验中测得的数据(用字母表示),分析并推导出试管(玻璃)密度的表达式。
(2000年昆明市中考题)4、曲靖市多数县、区(市)都盛产洋芋,洋芋主要由淀粉和水组成,其密度将影响淀粉的含量,现有量筒、刻度尺、小刀、水桶、烧杯、水,请你从中选用适当器材,设计一种测洋芋密度的方法。
(2003年曲靖市中考题)5、现有弹簧秤、细线、量筒、小木块(能放入量筒中),小木块的密度小于待测液体的密度,只用这些器材测定未知液体的密度。
①写出实验的主要步骤;②用测出量和常数写出待测液体密度的数学表达式。
6、要测量形状为长方体的小合金块的密度,若手边已有以下器材:细线、弹簧测力计、盛有水的桶,请你再自选一种器材与上述器材配合,测量小合金块的密度。
要求用三种方法测,把答案填在表格中:(2003年山东市中考题)自选器材名称简要步骤和测量的物理量(用字母表示物理量)计算合金块密度ρ的表达式(用直接测量的物理量的字母表示)方法1方法2方法3。