固体密度的测量方法

固体密度的测定方法

江西永新芦溪中学曾雄明（343403）

初中物理中有关固体密度的测定专门介绍甚少，其实方法很多，特别在中考试题中更是花样繁多，甚至别出心裁，正因为固体密度的测定所运用到的物理知识广，方法灵活，所以学生难以掌握，容易失分，下面介绍几种常见方法。

一定义法：（定义法分形状规则的和形状不规则的）

1形状规则的（器材：天平，刻度尺待测物体）

(1)用天平称出物体的质量M

(2)用刻度尺测出有关长度计算出物体的体积V

ρ=m/V

2形状不规则的: (器材：天平，量筒，水，细线待测物体)

(1)用天平称出物体的质量设为m

(2)量筒中装适量的水量出体积设为V

1

（能浸没待测物体而水又不溢出为适量）

(3)将物体浸没在水中量筒中水上升到的体积设为V

2（V

物

=V

2

—V

1

）

(4)物体的密度ρ=m/( V

2—V

1

)

问题：1、若物体在水中不会下沉该怎么办？

2、若物体溶于水该怎么办？

二弹簧秤二称法：（器材：弹力秤，水，细线，待测物体）

(1)用弹簧秤称出物体在空气中的重力设为G

1（V

物

=G

1

/ρg=V

排

）

(2)用弹簧秤称出物体在水中的重力设为G

2 (F

浮

=G

1

—G

2

= V

排

ρ

水

g)

ρ=G1ρ水/(G1-G2)

三量筒三测法，（器材：量筒，水，待测的碗状物体）(1)量筒里盛适量水设体积为V

1

(2)将待测的碗状物体漂浮在量筒内的水面上设水上升到V

2

【因为F

浮=G 即（V

2

—V

1

）ρ

水

g=G】

(3)将待测的碗状物体浸没在水中设水上升至V

3【 G=（ V

3

—V

1）

ρg】

ρ=(v2-v1) ρ水/(v3-v1)

问题：3、去掉量筒换用烧杯和刻度尺以上实验你如何完成？

4、你如何根据以上器材测薄金属片的密度，测橡皮泥的密度，测玻璃的密度。

密度测量的方法虽然很多，变化无穷，但万变不离其中。以下两题供大家思考

问题：5、给你一根细绳，一支吸管，一小块金属，装有水的水槽，一个底下固定一铁块并能直立漂浮在水中的量筒，请利用上述器材测出小金属块的密度。

(1) 写出主要操作步骤及所测物理量。

（2）根据测得的物理量写出小金属块密度的表达式

6、给你一架无砝码无游码已调好平衡的天平和一个量杯、细线、一些细

砂及适量的水。请测出一块小矿石的密度。要求：

(1)写出实验步骤及要测的物理量

（2）推出用所测物理量表达矿石密度的表达式。

四、天平三测法测金属块的密度（器材：天平，烧杯，水，细线，待测物体）

(1)烧杯装满水用天平称出质量为m

1

(2)将金属块用细线放入杯中水溢出称出质量为m

2

(3)将金属块取出称出剩余水和杯的质量为m

3

因为金属块的质量为m

2-m

3

因为金属块的体积与排开水的体积相等V

水=m

水

/ρ

水

=(m

1

-m

3

)/ ρ

水

=V

金

(4)金属块的密度为ρ=(m

2-m

3

) ρ

水

/(m

1

-m

3

)

思考题答案：

1物体在水中不下沉的，可以在物体下面吊一块与水不发生化学反应的金属块，或用大头针把物体压入水中，

2可以用细沙子代替水，或在物体上涂抹一层很薄的蜡。

3可以假设烧杯的底面积为S，用刻度尺量出两次水上升的高度分别为

L 1和L

2

，则V

1

= L

1

S，V

2

= L

2

S ρ=(L

2

-L

1

) ρ

水

/(L

3

-L

1

)

4薄金属片和橡皮泥都可以加工成碗状物体，玻璃可以用玻璃杯来代替。5（1）在量筒中装水，记下水的体积，再用细线将金属块吊入量筒中，用排水测体积法测出金属块的体积为V1

（2）用细线将金属块吊入空量筒，把量筒放入水中，记下水上升到的刻度。（3）取出金属块，把量筒放入水中，用吸管吸水，注入量筒中，直到水上升的高度与前次相同，并记下量筒中水的体积为V2

（4）因为两次水位上升的高度相同，所以量筒排开水的体积相同，那两次浮力相同，而浮力等于重力，

则有G量筒+G金=G量筒+G水

即G金=G水那么就有m金=m水也即ρ金V金=ρ水V水

所以有：ρ金= V水ρ水/V金= V2ρ水/V1

6（1）在天平的左盘中放量杯，然后在右盘中加细沙，使天平平衡。

（2）在放有细沙的盘中放小矿石，然后在量杯中慢慢注入水，使天平再次平衡。

记下水的体积V1。

（3）用细线将小矿石吊入量杯中，浸没，记水上升到的体积为V2

（4）因为m矿石= m水即（V2- V1）ρ矿石=ρ水V1

所以有：ρ矿石=ρ水V1/（V2- V1）