初中物理实验设计及答案分解

初中物理实验设计及答案

一、《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V 1 （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V 2；

实验结论： 二、《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V 1

（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V 2；

实验结论： 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。 四、《弹簧测力计法》也可称(双提法）-----测固体密度

【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；

1

2v v m －＝

V m

=ρV

m

=

ρ12v v m －＝

V m

=ρ

（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＝ 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＝

《弹簧测力计法》（也可称三提法）------------测液体密度 49．（05年试题）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 ＝ 【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。 五、《 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。

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

ρF G G

-g 水浮

ρF 水－＝＝ρF G G gV G V m 水

ρF

G F G -'

-水

水

ρh

六、《 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m 0；

2.将适量的水倒入烧杯中，用天平测出烧杯和水的总质量m 1，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m 2。 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。 七、《 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S

ρ牛h 牛＝ρ水h 水 即 ρ牛＝

注意：这道题给出天平，但不含码，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。 八、《 杠 杆 法 》

例题8（2006 年北京市中考试题）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

图甲

图乙

水水牛牛＝ρρm m 水

水水牛牛－－＝＝ρρρ010

2m m m m m m 水

牛

水ρh h