固体密度的测量方法汇总
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固体密度的测量方法汇总
物理学是一门以实验为基础的学科,在初中物理的学习中,密度的测量贯穿整个力学内容,测量的方法涉及到质量、密度、浮力、压强、机械等知识,然而在教学教材中只简单的介绍了利用测质量、体积从而计算密度的间接测量方法,其实还有很多的方法。本文较全面的搜索、概括、归纳固体密度的各种测量方法。 (一)v m 法:
1.基本法
原理:ρ=m/V
器材:天平、量筒、水、金属块、细绳
步骤:1)、用天平称出金属块的质量m ;
2)、往量筒中注入适量水,读出体积为V 1,
3)、用细绳系住金属块放入量筒中,浸没,读出体积为V 2。 表达式:)
(12v v m -=ρ 测固体体积方法如下:
① 不溶于水 密度比水大 排水法测体积
例题:(2010年重庆物理中考试题)17.五一节,教物理的晓丽老师在解放碑百货店买了一
个金灿灿的实心饰品,同学们特别想知道这个饰品是否是纯金的(ρ金=19.3×103kg/m 3)。他
们选用托盘天平、量筒、细线、烧杯和水等,进行了如下的实验操作:
A.把托盘天平放在水平桌面上;
B.把游码放在标尺的零刻度线处,调节横梁上的平衡螺母,使横梁在水平位置平衡;
C.将饰品用细线系好后慢慢地放入量筒中,并记下水和饰品的总体积
D.在量筒中倒入适量的水,并记下水的体积;
E.将饰品放在左盘中,在右盘中增减砝码并移动游码直至横梁在水平位置平衡。 请你帮组同学们回答下面五个问题:
(1)正确的实验操作顺序是:A 、B (余下步骤请用字母序号填出);
(2)在调节平衡螺母时,发现指针偏向分度盘的左侧,如图16甲所示。此时应将平衡螺母向 端调节(选填“左或右”),直到指着指向分度盘的中央。
(3)用调好的天平称量饰品的质量,当天平再次平衡时,右盘中砝码的质量和游码的位置如图16乙所示,则饰品的质量是 g ;用细线拴好饰品放入装有适量水的量筒中,
如图16丙所示,则饰品的体积是 cm 3;
(4)通过计算可知饰品的密度为 g/cm 3,由此可以确定饰品不是纯金的;
(5)适量的水”的含义
是 。
②密度比水小 按压法、捆绑法、吊挂法、埋砂法。
例题:(2002年重庆物理中考试题)13.请测定一形状不规则的石蜡块的体积v (已知石蜡的密度为ρ,水的密度为ρ水,且ρ<ρ水).所用器材不限.要求:
(1)写出使用的主要器材、简要步骤和需要测定的物理量,
(2)写出相应的体积表达式.
王强同学已设计出了一种方法(见方法一),请你再设计三种不同的方法,并按要求填在横线上.
方法一:(1)用天平称出石蜡块的质量m .(2)V =m/ρ
方法二:(1)___________________________________(2) ____________
方法三:(1)__________________________________(2) ____________ 方法四:(1)_____________________________(2) ____________
分析:用量筒、水和针,采用针压法测量石蜡的体积.
用量筒、水和金属块,采用吊挂的方法测量石蜡的体积.
用量筒、细沙,采用埋沙法测量石蜡的体积.
解答:方法二:在量筒内装入适量的水记下体积1v ,使用针压法,使石蜡块完全浸没在水中,记下石蜡和水的总体积2v ;12v v -.
方法三:在量筒内装入适量的水,把金属块浸没在水中,记下体积1v ,把金属块和石蜡用细线拴在一起,使它们浸没在水中,记下石蜡、金属块、水的总体积2v ;12v v -. 方法四:在量筒内装入适量的细沙记下体积1v ,使石蜡块完全埋在细沙中,记下石蜡和细沙的总体积2v ;12v v -.
点评:测量密度比水小的固体的体积一般采用以下几种方法:埋沙法.按压法、捆绑法、吊挂法、埋砂法。
③易溶于水 饱和溶液法、埋砂法
例1:糖是一种用细白沙糖精制而成的长方体糖块,为了测出它的密度,除了一些这种糖块外还有下列器材:天平、量筒、毫米刻度尺、水、白沙糖、小勺、镊子、玻璃棒,利用上述器材可有多种测量方法。请你答出两种测量方法,要求写出(1)测量的主要步骤及所测的物理量。(2)用测得的物理量表示密度的式子。
方法一:用天平测出糖块的质量m ,再把糖块放入量筒里,倒入适量白沙糖埋住方糖,晃动量筒,使白沙糖表面变平,记下白沙糖和方糖的总体积V 1,用镊子取出方糖,再次晃动量
筒,使白沙糖表面变平,记下白沙糖的体积V 2,则ρ=2
1V V m -
方法二:用天平测出糖块的质量。用橡皮泥将糖块包好放入水中,测出水、橡皮泥、糖块的总体积V 1,取出糖水,测出水和橡皮泥的体积V 2,算出糖块体积V=V 1-V 2。利用公式算出糖块密度。
方法三:用天平测出3块方糖的质量m ,向量筒里倒入适量的水并放入白沙糖,用玻璃棒搅动制成白沙糖的饱和溶液,记下饱和溶液的体积V 1,再把3块方糖放入饱和溶液中,记下
饱和溶液和方糖的总体积V 2,则密度1
2V V m -=ρ。 方案四:用天平测出其质量,用刻度尺量出它的长、宽、厚,算出其体积,再用密度公式计算出糖块的密度。
例2:小燕想测粉笔的密度,它的质量可用天平直接测量,但因为粉笔的吸水性很强,不能用排水法测量。你能帮她想出办法测粉笔的体积吗?
解析:可用粉末代替水。把适当的粉末加入量筒,量出其体积V 1;再把粉笔完全埋入粉末中,量出其体积V 2,则粉笔的体积就是V 2-V 1。
④易吸水 吸足水后再放量筒中侧体积,否则就得加被吸走水的体积。
例题:(2009年河北省中考物理试卷)18、小明用天平、量筒和水(30.1cm g =水ρ)等器材测干燥软木塞(具有吸水性)的密度时,进行了下列操作:
① 用调好的天平测出软木塞的质量
1m ;
②将适量的水倒入量筒中,读出水面对应的示数1v
③用细铁丝将软木塞浸没再装有水的量筒中,过段时
间后,读出水面对应的示数2v
④将软木塞从量筒中取出,直接用调好的天平测出其质量2m
(1) 指出小明操作中的不规范之处:
(2) 下表是小明实验中没有填写完整的数据记录表格.请根据图中天平和量筒的读数将表格中的数据填写完整.
解析:(1)托盘天平在使用规则中提到“潮湿的物品和有腐蚀性药品不能直接放到天平的托盘上”,应在两盘上放同样的白纸或同样的烧杯.
故答案为:将潮湿的软木塞直接放在天平上称量.
(2)①量筒读数平视凹液面最低处,读3
400400cm ml =.
②天平读数为砝码质量加游码对应刻度值,所测吸水后软木塞的质量g m 162=
③软木塞吸水的质量g g g m m m 1061612=-=-=吸,
被吸的水体积3310110cm cm g g m v ===水吸吸ρ