测量物质的密度(提高) 知识讲解

测量物质的密度（提高）

责编：冯保国

【学习目标】

1、学会量筒的使用方法；

2、学会测量液体和固体的密度；

3、学会利用物理公式间接地测定一个物理量的方法；

4、分析和解决实验过程中存在的问题及误差。

【要点梳理】

要点一、体积的测量

1、量筒：量筒是用来液体体积的仪器，如图1所示

（1）量筒上的单位一般是mL ，1 mL =1cm 3

（2）量筒的使用方法与注意事项

①选：选择量程与分度值适当的量筒；

②放：把量筒放在水平桌面上；

③测：若量筒内的液体内有气泡，可轻轻摇动，让气泡释放出来； ④读：读数时视线要与量筒内液面的中部相平，即要与凸液面（如水银）的顶部或凹液面的底部（如水）相平，如图2乙所示。

2、测量固体的体积

（1）形状规则的固体可以用刻度尺测量相关的数据，再根

据体积公式计算出来。

（2）形状不规则的固体可以用“排液法”间接地测定

①下沉物体（如金属块、小石块等等）的测量方法

a 、 先在量筒内倒入适量水，读出其体积V 1；

b 、 将物体用细线拴住轻轻放入水中，并使水全部淹没固

体，读出水和固体的总体积V 2； c 、 计算固体的体积V=V 2－V 1。

②漂浮物体（如石蜡、木块等等）的测量方法：沉坠法或针压法

沉坠法就是将漂浮的被测物体和能沉入水中的物体用细线拴在一起（物在上重锤在下），先用手提着待测物体上端的细线，将重锤沉入水中（被测物体不能接触到水），读出此时量筒的示数V 1；再把被测物体和重锤一起沉入水中，读出此时量筒的示数V 2；最后计算固体的体积V=V 2－V 1。

针压法，和下沉物体的测量方法相似，只不过是设法用细针将被测物体压入到水中使其全部浸没。 要点二、密度的测量

（高清课堂《关于密度试验专题》356740密度的测量（液体）；密度的测量（固体））

1、测量的原理：根据可知，用天平测出物体的质量m ，用量筒测出物体的体积V ，就可以求出它的密度。

2、测量方法

①固体的密度

要点诠释：固体的质量可直接用天平称得，外形不规则物体的体积可通过“排水法”来测定，然后根据密度定义求得密度。

②液体的密度

图 1

图2

要点诠释：先测液体和容器的总质量，然后倒入量筒中一部分液体，并测出这部分液体的体积，再称出容器与剩余液体的总质量，两者之差就是量筒内液体的质量，再用密度公式求出液体的密度。

【典型例题】

类型一、量筒的使用

1、国庆节前，市工商部门对全市的白酒进行专项检查，某种品牌的白酒的酒瓶上标有450mL 的字样，而白酒的含量在446～454mL 之间为合格，为了一次性测量出一瓶白酒的体积，最好选用下列哪个量筒（ ）

A 、量程是100mL ，分度值是1mL

B 、量程是500mL ，分度值是1mL

C 、量程是1000mL ，分度值是5mL

D 、量程是500mL ，分度值是5mL

【答案】B

【解析】在选择测量量筒时，我们应该尽量选择量程更接近被测体积的。又因为被测体积的浮动范围较小，所以为了测量更精确，所选量筒的分度值也应较小。

A 、量程太小，无法一次性测量白酒的体积，所以不合题意；

B 、量程最接近，且分度值较小，所以符合题意；

C 、量程和分度值都较大，测量结果不够精确，所以不合题意；

D 、量程虽然接近，但分度值太大，测量结果不精确，所以不合题意。

【总结升华】根据实际需要选择合适的测量仪器，这是我们应该掌握的基本技能之一。

类型二、固体密度的测量

2、下面是一位同学在测量金属块密度时的实验步骤记录。

A ：用天平称出金属块的质量，其结果是m 1=79g ；

B ：在量筒内注入适量的水，用天平称出量筒和水的总质量为m 2=180g ；

C ：在量筒内注入适量的水，量筒的读数为V 1=50.0mL ；

D ：将金属块放入量筒中，用天平称量筒水和金属块的质量为m 3=259g ；

E ：将金属块放入量筒中，量筒的读数为V 2=60.0mL 。

上述步骤中，多余的步骤是 （填序号），金属块的体积为 mL ，金属块的密度为 kg/m 3。步骤中适量的含义是：水最多应为 ；水最少应为 。

【思路点拨】用天平称出金属的质量；用排水法测出金属的体积；根据密度公式计算金属的密度。

【答案】B 、D ；10；7.9×103kg/m 3；放入物体时不能溢出；能浸没物体。

【解析】用量筒测固体密度时，先在量筒内注入适量的水，读出水的体积，再将物体放入量筒中，读出水和物体的总体积，即可计算出物体体积．步骤B 、D 是多余的，金属块的体积为 10ml ，金属块的密度为33630.0797.910/1010kg kg m m ρ-=

=⨯⨯。 【总结升华】本题考查了测量固体密度的方法和步骤。

举一反三：

【变式】（高清课堂《关于密度试验专题》356740例6）为了测不沉于水的木块的密度，小明准备先用天平测出木块的质量，再用量筒和水测出木块体积，请你跟随他的测量过程，回答问题：

（1）在测木块体积时，由于木块不沉于水，小明便用较重的铁块与木块扎在一起，以便测出体积，测量过程如下图中三个量筒所示。

（2）根据图中的测量数据可知，木块的质量为_____g ，密度为____________kg/m 3

。

【答案】12 0.6×103

类型三、液体密度的测量

3、（2015•遂宁中考）小江学习了密度的知识后想动手测量盐水的密度，他把托盘天平放在水平台面上，将标尺上的游码移到零刻度处，发现指针偏向分度盘右边，要将天平调平衡，则应将右端的平衡

螺母向 （填“左”或“右”）调。天平调平后，他将适量的盐水倒入量筒中，测出其体积为60cm 3，

然后用天平测出了空烧杯的质量为10g ，再将量筒中的盐水倒入烧杯，测量盐水和烧杯的总质量，天平平衡后右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图所示，则其总质量是 g ，则他算出该盐水的密

度是 g/cm 3。分析该测量过程，你认为小江测出的盐水密度比真实值 （选填“大”或“小”）。

【思路点拨】（1）调节天平的平衡螺母使天平的横梁平衡，平衡螺母向上翘的一端移动；（2）物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值，读出量筒中的体积，再利用密度公式可计算出盐水的密度。影响测量结果的主要步骤在于将量筒中的盐水倒入烧杯时，量筒中会有残留，因此，会造成质量的测量结果偏小，这样进一步影响了密度的测量结果。

【答案】左；74.2；1.07；小

【解析】指针偏向分度盘中线的右侧，说明天平的左端上翘，所以无论是左端还是右端的平衡螺母都向上翘的左端移动。盐水和烧杯的总质量m 总=50g+20g+4.2g=74.2g ，盐水的质量m=m 总-m 杯=74.2g-

10g=64.2g ，该盐水的密度3364.2g 1.07g /cm 60cm

m V ρ==≈，因为将盐水从量筒倒入烧杯时不可以完全倒干净，所以质量的测量结果会偏小，进而影响到密度的结果也会偏小。

【总结升华】此实验中考查了天平的调节与读数、量筒的读数、密度公式的运用等，这都是该实验中应掌握的基本知识。同时，为了使测量的结果更精确，应在设计步骤时考虑到尽可能减少误差的产生。 举一反三：

【变式】（2015•宝应县模拟）以下是某同学测定煤油的密度的一些实验步骤：

（1）用天平测出空矿泉水瓶的质量m 0；

（2）在矿泉水瓶里装满水，用天平测出它们的总质量m 1；

（3）用矿泉水瓶装满煤油，用天平测出它们的质量m 2；

（4）用量筒测出矿泉水瓶里所盛煤油的体积V ；

（5）计算煤油的密度．