密度的特殊测量方法 2
(2020物理中考备考)微专题一 密度的测量技巧(中考真题)(附答案)
微专题一 密度的测量技巧专题概述测量物质的密度的方法有很多,根据题目给予的条件不同,可分为常规方法和特殊方法测密度,如缺少直接测量某一物理量的工具,需要间接测量质量、体积,或利用已知物质密度等效代替;根据物质的性质不同,可分为常规物质和特殊物质测密度,如漂浮于水面上的物体、易吸水物体、易溶于水的物体或颗粒状物质等.这类实验探究题也是中考高频考题之一.方法指导一、特殊方法测密度1.质量的特殊测量(1)利用弹簧测力计:m =G g .(2)漂浮法:将溢水杯装满水,物体放入溢水杯中并漂浮于水面,用量筒收集溢出的水并测其体积V ,则m =ρV .(3)杠杆法:利用杠杆平衡条件有mgL 1=FL 2,可得m =FL 2L 1g . 2.体积的特殊测量(1)公式法:规则物体的体积V =长×宽×高.(2)称重法:用弹簧测力计分别测出物体的重力G 和在水中的示数F ,则V =G -F ρ水g(3)溢水法:将溢水杯装满水,物体放入溢水杯中,用烧杯收集溢出的水并测其质量m水,则V=m水ρ水.3.密度的等效代替(1)等容(体积)法:两容器完全相同,装有相同体积的两种液体,即V1=V2,则两种液体的密度之比等于容器总质量之比,即ρ1ρ2=m1 m2.(2)等质量法:两容器完全相同,装有相同质量的两种液体,即m1=m2,则两种液体的密度之比等于液体体积之比的倒数,即ρ1ρ2=V2V1.(3)等压强法:容器中某处两侧两种液体的压强相等,即p1=p2,则两种液体的密度之比等于两种液体中此处所处深度之比的倒数,即ρ1ρ2=h2h1.二、测量特殊物质的密度1.浮在水面的物体:可采用针压法、沉坠法、滑轮法.2.易吸水的物体:可采用覆膜法或让其吸足水再测其体积.3.易溶于水的物体:可采用饱和溶液法或排沙法.4.颗粒状物质:可采用排沙法.分类练习1.(2019,包头)如图是“利用杠杆测量石块密度”的实验.(ρ水=1.0×103 kg/m3)(1)在实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,此时杠杆处于平衡(选填“平衡”或“不平衡”)状态;要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右调节,这样做的目的是便于从杠杆上测量力臂,并消除杠杆自重对实验的影响.(2)在溢水杯中装满水,如图乙所示,将石块缓慢浸没在水中,让溢出的水流入小桶A中,此时小桶A中水的体积等于石块的体积.(3)将石块从溢水杯中取出,擦干后放入另一相同小桶B中,将装有水和石块的A、B两个小桶分别挂在调好的杠杆两端,移动小桶在杠杆上的位置,直到杠杆在水平位置恢复平衡,如图丙所示.此时小桶A、B的悬挂点距支点O分别为13 cm和5 cm,若不考虑小桶重力,则石块密度的测量值为 2.6×103kg/m3;若考虑小桶重力,石块的实际密度将比上述测量值偏大.2.(2019,吉林)某实验小组用天平和刻度尺分别测出了质地均匀的正方体蜡块和盐水的密度.(1)用天平测蜡块的质量时,应将蜡块放在天平左盘,如图甲所示,蜡块的质量是9g;(2)用细针使蜡块浸没在装满水的水杯中,再用天平称得溢出水的质量为10 g,则蜡块的体积是10cm3,蜡块的密度ρ蜡=0.9g/cm3;(3)用刻度尺测出正方体蜡块的高度为h1,如图乙所示,蜡块漂浮在盐水中,再用刻度尺测出蜡块露出液面的高度h2,则盐水的密度ρ盐水=ρ蜡h1/h1-h2(用h1、h2和ρ蜡表示)3.(2019,攀枝花)某同学在河边玩耍时捡到一块石头,估测石头质量大约800 g,他用弹簧测力计、玻璃杯、细绳和足量的水等器材测量石头的密度.观察弹簧测力计量程后,发现该测力计不能直接测得石头的质量.通过思考,该同学利用一根质量分布均匀的细木杆和上述实验器材设计如图所示实验:(1)将木杆的中点O悬挂于线的下端,使杆在水平位置平衡,这样做的好处是可以消除杠杆自重对杆平衡的影响;(2)将左端A与弹簧测力计相连,用细线把石头挂于OA的中心点C,弹簧测力计竖直向上提起A端,使杆保持水平,测力计示数如图所示,则拉力大小为4N;将石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯子接触,保持杆水平,记下弹簧测力计此时示数为2.7 N;(3)通过计算,浸没后石头受到的浮力大小为2.6N,石头的密度为3.08×10kg/m3(已知ρ水=1.0×103 kg/m3);(4)若上述(2)步骤中,只是杆未保持水平,则测量结果不变(填“偏大”“偏小”或“不变”).4.(2019,荆门)学习了密度后,张磊尝试利用身边的器材测量盐水和小石块的密度.他找到一个圆柱形的硬质薄壁塑料茶杯,杯壁上标有间距相等的三条刻度线,最上端刻度线旁标有600 mL,接下来的操作是:(1)他用刻度尺量出最上端刻度线距离杯底的高度如图所示,则刻度尺读数为15.00(14.98~15.02)cm,将空茶杯放在电子体重计上显示示数为0.10 kg;(2)向杯中注入配制好的盐水直到液面到达最下端刻度线,此时体重计显示示数为0.32 kg,则可求得液体密度为1.1×103kg/m3;(3)向杯中轻放入小石块,小石块沉到杯底,继续放入小石块,直到液面到达中间刻度线处,此时小石块全部在水面以下,体重计显示示数为0.82 kg,则小石块的密度为2.5×103kg/m3;(4)根据以上操作还可求得放入小石块后茶杯对体重计的压强为2.05×103Pa,盐水在杯底处产生的压强为1.1×103Pa.5.(2019,广东)学校创新实验小组欲测量某矿石的密度,而该矿石形状不规则,无法放入量筒,故选用水、烧杯、天平(带砝码和镊子)、细线、铁架台等器材进行实验,主要过程如下:(1)将天平放置在水平桌面上,把游码拨至标尺的零刻度线处,并调节平衡螺母,使天平平衡.(2)将装有适量水的烧杯放入天平的左盘,先估计烧杯和水的质量,然后用镊子往天平的右盘从大到小(选填“从小到大”或“从大到小”)试加砝码,并移动游码,直至天平平衡,这时右盘中的砝码和游码所在的位置如图甲所示,则烧杯和水的总质量为124g.(3)如图乙所示,用细线系住矿石,悬挂在铁架台上,让矿石浸没在水中,细线和矿石都没有与烧杯接触,天平重新平衡时,右盘砝码的总质量及游码指示的质量值总和为144 g,则矿石的体积为2×10-5m3.(ρ水=1.0×103 kg/m3)(4)如图丙所示,矿石下沉到烧杯底部,天平再次平衡时,右盘中砝码的总质量及游码指示的质量值总和为174 g,则矿石的密度为2.5×103kg/m3.6.(2019,苏州)用不同的方法测量小石块和小瓷杯的密度.(1)测小石块的密度①天平放置于水平工作台上,将游码移到标尺零刻度处,调节平衡螺母使横梁平衡;②用此天平测量小石块的质量,右盘所加砝码和游码位置如图甲所示,则小石块的质量为17.4g.在量筒内放入适量的水,用细线绑好小石块,缓慢放入水中,如图乙所示,则小石块的密度为3.48×103kg/m 3;(2)测小瓷杯的密度如图丙所示,先在量筒内放入适量的水,液面刻度为V 1;再将小瓷杯浸没于水中,液面刻度为V 2;最后捞起小瓷杯并将杯中的水倒回量筒,使其浮于水面(水未损失),液面刻度为V 3小瓷杯密度的表达式ρ杯=V 3-V 1V 2-V 1ρ水(用V 1、V 2、V 3和ρ水表示).实验完毕后发现小瓷杯内的水未倒干净,则所测结果不变(选填“偏大”“偏小”或“不变”).7.(2019,朝阳)小明同学利用实验室中的器材测量盐水的密度.(1)图甲是小明同学在调节天平平衡时的情景,请你指出他在操作上的错误:调平时游码未归零.(2)用天平测出空烧杯的质量是50 g.在烧杯中倒入适量的盐水,用天平测量烧杯与盐水的总质量,天平平衡时砝码和游码示数如图乙所示,则烧杯中盐水的质量是21g.(3)将烧杯中的盐水全部倒入量筒内,其示数如图丙所示,经计算盐水的密度是1.05×103kg/m3.小明用此方法测出的盐水密度比真实值偏大(填“大”或“小”).(4)小明想利用弹簧测力计、水和细线来测量石块的密度,并设计了以下实验步骤.①将石块用细线系在弹簧测力计下,测出石块的重力为G.②将石块浸没在水中,此时弹簧测力计示数为F.③石块的密度表达式:ρ石=Gρ水G-F(细线质量忽略不计,水的密度用ρ水表示).8.(2019,陕西)物理小组测量一个不规则小石块的密度.(1)将天平放在水平工作台上.天平调平时,把游骊移到标尺的零刻度线处,观察到指针偏向分度盘中央刻线的右侧,应将平衡螺母向左(选填“左”或“右”)调节.(2)如图中所示小石块的质量为23.2g,用图乙所示方法测得小石块的体积为10.0(或10)cm3,则小石块的密度为2.32×103kg/m3.(3)如果天平的砝码缺失,如何测量小石块的质量?小组设计了下列两种测量方案(已知水的密度为ρ水):方案一,如图丙所示.①在量筒中倒入适量的水,水面上放置塑料盒,此时量筒的读数为V1;②将小石块轻轻放入塑料盒内,量筒的读数为V2;③上述方法测得小石块的质量为ρ水(V1-V2)(用物理量符号表示).方案二,如图丁所示.①将两个相同的烧杯分别放在天平左、右托盘中,调节天平平衡②向右盘烧杯中加水直到天平平衡③将烧杯中的水全部倒入空量筒中,测出体积④将小石块轻轻放入左盘烧杯中⑤计算小石块的质量上述实验步骤正确的顺序为①④②③⑤(填序号).。
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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11种密度的测量方法
量密度的方法测(中考必备)一、弹簧秤读数差法:若固体密度大于液体密度,可用此法测固体密度。
例1 :给你一把弹簧秤、足量的水、细绳、如何测石块密度。
方法:(1)细绳系住石块,用弹簧秤称出石块在空气中重G(2)将石块浸没水中记下弹簧秤示数G(3)推导:F 浮=^-G2V 石=V 排=尸浮/ p液g=(G i-G2)/ p 水gp 石=6石N石g=G* ( G 1-G2)/ p 水g= G i p 水/(G 1-G2)二、比较法:若固体密度大于水的密度,大于待测液体密度,可用此法测待测液体密度。
例2:给你弹簧秤、细绳、石块、足量的水和牛奶,如何测出牛奶的密度。
方法:(1)细绳系住石块,用弹簧秤称出石块在空气中重G(2)将石块浸没水中记下弹簧秤示数G(3)将石块浸没牛奶中下弹簧秤示数G(4)推导:在水中受到的浮力:F i=G-G2即p水gV石=G1-G2在奶中受到的浮力:F2=G-G3即p奶gV石=G1-G3两式比较得:p奶=(G 1-G3) p水/(G 1-G2)三、沉锤法:若物体密度小于已知液体的密度,可用此法测量。
例3 (物体密度小于液体密度)现有一木块、一铁块、足量的水、细绳、弹簧秤、测木块密度方法:(1)细绳系住木块,用弹簧称称出木块在空气中重G(2)在木块下再系一铁块,将铁块浸没水中记下示数G(3)将木块、铁块都浸没水中,记下弹簧秤示数G(4)推导:木块受到的浮力:F浮=GG3木块的体积为:V木=V排=F浮/ p液g=( G2-G3)/ p水g木块的密度为:P木=G木/V木g=G p水/(G 2-G3)四、曹冲秤象法:用此法可测固体密度,也可测液体密度。
例4:现有量筒、一个烧杯、足量的水、如何测一石块的密度。
方法:(1)将石块放入烧杯底部中央,再把烧杯放入水中,在烧杯和水面相交处作记号。
(2)将石块取出,向烧杯中倒水,一直到记号处与水面相平。
(3)将烧杯内的水倒入量筒内,记下体积V i(4)量筒内放入石块,使其浸没,记下体积M(5)推导:m石=m,K = p 水V i V 石=V:-V ip 石=m 石/V 石=Vi p 水/( V 2-V1)五、漂浮法:若物体密度小于已知液体的密度,可用此法测量。
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。
密度的特殊测量方法
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-h1)ρ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。
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.。
常见的几种密度测量方法
力学复习特殊方法测物质密度测固体密度实验原 理:解决两个问题①物体的质量 m ②物体的体积 V解决质量用 ①天平 ②弹簧秤 ③量筒和水 漂浮:解决体积用①刻度尺(物体形状规则)②量筒、水、(加)大头针③天平(弹簧秤)、水④弹簧秤、水利用浮力密度大于水的固体物体的密度测量1、常规法①形状规则的物体仪器:天平、刻度尺②形状不规则的物体仪器:天平、量筒、水密度大于水的固体物体的密度测量2、特殊方法1)只给天平(或弹簧秤)、没有量筒等体积法器材:天平(含砝码)、细线、小烧杯、溢水杯和水.密度瓶法器材:天平(含砝码)、细线、小烧杯、水.Vm =ρ排水浮gV F G ρ==水排水排水物ρm V V ==gF G g F V V 水拉水浮排物ρρ-===水物ρρ231m m m -=m 1mm分析:表达式:器材:天平(含砝码)、细线、小烧杯、水.m 1m2器材:天平(含砝码)、细线、小烧杯、水.m 1m 2m 3天平右盘增加的砝码重力等于浮力器材:弹簧秤、细线、烧杯、水312m m m m -+=排水水排水物ρ312V m m m V -+==水物ρρ3121m m m m -+=水排水物ρ23V m m V -==水物ρρ231m m m -=ρρρρ231231111--m m m m m m m m V m V m =====两提法一提解决质量二提解决体积2)只有量筒,没有天平测量橡皮泥的密度仪器:量筒、水 一漂一沉法V 1V 2V 3一漂一沉法V 1V 2V 3分析:一漂得质量浮F G =gG m =F G F -=浮gF V V 水浮排物ρ==水拉物ρρF G G-=)(12V V g mg -=水ρ一沉得体积13V V V -=仪器:量筒+水+小烧杯一漂一沉法V 1V 2V3分析:一漂得质量浮F G =一沉得体积水ρρ1312V V V V --=3)没有量筒,也没有天平器材:杠杆、细线、刻度尺、烧杯、水杠杆二次平衡法B用刻度尺测出 L2和 L 2 ′)(12V V m -=水ρ水ρρ1312V V V V --=)(12V V g mg -=水ρ)(12V V m -=水ρ13V V V -=B分析:杠杆第一次平衡时 杠杆第二次平衡时密度小于水的固体的密度测量1、常规法①形状规则的物体仪器:天平、刻度尺②形状不规则物体仪器:天平、量筒、水、针(或细铁丝)一漂一压法 类似一漂一沉法V 1V 2V 3水ρρ222L L L A '-=)(121--=L G L G B A )()(浮221--'=-L G L F G B A 22)2()1(L L F G G A A '=-浮可得:式式22L LA A '=-∴水ρρρ22A A A A g V g V L LgV A '=-∴水ρρρ水ρρ222L L L A '-=测密度比水小的规则形状的物体的密度仪器:刻度尺、烧杯、水单漂法分析:漂浮121121)(h h h sh h h S -=-=①测固体密度可以用天平或弹簧秤很容易测出物体质量,还可以让其漂浮水面利用G =F 浮=G 排水计算其质量,借助于刻度尺、钩码和细线利用杠杆原理也可测出物质质量。
12特殊方法测密度
12特殊方法测密度特殊方法测密度(Special Methods for Density Measurement)密度是物质的物理性质之一,指的是物质单位体积内所含质量的多少。
通常情况下,密度(D)可通过质量(m)与体积(V)之间的关系进行计算,即密度等于质量除以体积(D=m/V)。
然而,在一些特殊情况下,传统的密度测量方法可能不适用或存在一定的局限性。
因此,科学家们发展了一些特殊方法来测量物质的密度,本文将介绍其中一些常用的方法。
1. 浮力法(Buoyancy Method)浮力法是一种利用物体在液体中受到的浮力来间接测量其密度的方法。
根据阿基米德原理,完全浸入于液体中的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,通过测量其在液体中的浸入深度,计算出浸入液体所排开的液体的重量差,从而得出待测物体的密度。
此方法适用于固体和液体的密度测量。
2. 超声波法(Ultrasonic Method)超声波法利用超声波在物质中的传播速度与其密度之间的关系来测量物质的密度。
通过在物质中发送一束超声波,然后接收反射回来的超声波,并测量其传播时间,可以计算出物质的密度。
超声波法具有非侵入性和快速测量的优点,广泛应用于液体和固体的密度测量。
3. X射线吸收法(X-ray Absorption Method)X射线吸收法利用物质对X射线的吸收程度与其密度之间的关系来测量物质的密度。
首先,将待测物体放置在X射线束路径上,然后测量透射X射线的强度。
根据X射线在物质中的吸收与其密度成正比的关系,可以计算出物质的密度。
X射线吸收法可以在高温、高压等特殊环境下进行测量,适用于固体和液体的密度测量。
4. 毛细管法(Capillary Method)毛细管法是一种利用液体在毛细管中的上升高度与其密度之间的关系来测量物质的密度的方法。
待测液体经过一根毛细管被吸入到管内,测量液体在毛细管内上升的高度,并根据经典的裴利定律计算出液体的密度。
如何测量不同物质的密度
如何测量不同物质的密度密度是物质的一种基本性质,用来描述物质的紧密程度。
测量不同物质的密度可以帮助我们了解物质的性质和用途。
本文将介绍几种常见的测量物质密度的方法。
一、浮力法测量密度浮力法是一种常用的测量物质密度的方法。
它基于浮力原理,通过测量物体在液体中的浮力和重力来计算物体的密度。
1. 准备工作首先,准备一个容器,容器中装满了待测物质的液体。
然后,准备一个天平和一个测量液体体积的器具。
2. 测量液体体积将容器放在天平上,记录容器的质量。
然后,将容器放入液体中,记录液体的体积。
3. 测量物体质量将待测物体放入容器中,记录容器和物体的总质量。
4. 计算密度根据浮力原理,物体在液体中受到的浮力等于物体排开的液体的重量。
根据浮力和重力的关系,可以计算出物体的密度。
二、比重法测量密度比重法是一种简单而常用的测量物质密度的方法。
它基于物质在不同液体中的浮沉情况来判断物质的密度。
1. 准备工作首先,准备两种不同密度的液体,如水和酒精。
然后,准备一个容器和一个天平。
2. 测量物体质量将待测物体放入容器中,记录容器和物体的总质量。
3. 测量物体在液体中的浮沉情况将容器放入水中,观察物体在水中的浮沉情况。
然后,将容器放入酒精中,观察物体在酒精中的浮沉情况。
4. 判断物质密度根据物体在不同液体中的浮沉情况,可以判断物质的密度。
如果物体在水中浮起而在酒精中沉下,说明物质的密度大于水但小于酒精。
三、容积法测量密度容积法是一种常用的测量固体物质密度的方法。
它基于物体的质量和体积来计算物体的密度。
1. 准备工作首先,准备一个天平和一个测量物体体积的器具。
2. 测量物体质量将待测物体放在天平上,记录物体的质量。
3. 测量物体体积使用测量物体体积的器具,测量物体的体积。
4. 计算密度根据物体的质量和体积,可以计算出物体的密度。
四、其他方法除了上述方法外,还有一些其他方法可以测量物质的密度,如声速法、X射线衍射法等。
这些方法需要专门的仪器和设备,适用于特定的物质和实验条件。
(完整版)12、特殊方法测密度
11.特殊方法测密度1、测密度一般都用密度的定义ρ=m/v计算,找出质量和体积,从而得到密度的表达式。
但有时因为缺少工具不能直接得到关于质量和体积的数据,就只有通过学过的知识进行转化或者代换。
2、也有少数可以直接得到液体的密度,比如压强直接与液体的密度有关,浮力也与液体的密度直接有关,但是固体的密度很少可以直接得到,除开知道重力和体积。
一、有天平,无量筒(等体积替代法)1.固体仪器:石块、烧杯、天平和砝码、足够多的水、足够长的细线(1)用调好的天平测出待测固体的质量mmm1水m2(2)将烧杯中盛满水,用天平测得烧杯和水的质量m1(3)用细线系住石块,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表达式:m=m+m1-m2m0ρ水m+m1-m2ρ=2.液体仪器:烧杯、足够多的水,足够多的待测液体、天平和砝码水液体m2(1)用调整好的天平测得空烧杯的质量为mmm1(2)将烧杯装满水,用天平测得烧杯和水质量为m1(3)将烧杯中的水倒掉,然后在烧杯中装满待测液体,测得此时烧杯和液体的质量为m2表达式:m水=m1-mm2-mρ=m1-mρ水例:小刚同学想测酱油的密度,但家里只有天平、小空瓶,而没有量筒.他思考后按照自己设计的实验步骤进行了测量,测量内容及结果如图所示.(1)他第三次测得物体的质量如上图b中砝码和游码所示,其结果m3=g(2)请按照上图a中的实验数据计算:①酱油的体积为cm3;②酱油的密度㎏/m3二、有量筒,无天平(曹冲称象法)1、固体器材:水槽、烧杯、量筒、足够多的水和细线、石块、笔或橡皮筋(1)用细线系住石块,将其放入烧杯内,然后烧杯放入盛有水的水槽内,用笔在烧杯上标记出液面(2)取出塑料盒内的固体,往里缓慢倒入水,直到量筒内液面达到标记的高度(3)将烧杯内水倒入量筒内,读取示数为V1(4)在量筒内装有适量的水,示数为V2,然后通过细线将固体放入液体内,测得此时示数为V3V1V2V3表达式:ρ=V1ρ水V3-V22、固体公式:ρ=V 2-V 1ρV 3-V 1水V 1V 2V3器材:量筒、待测固体、足够的水和细线、木块或塑料盒(1)将一木块放入盛有水的量筒内,测得体积为V 1(2)将待测固体放在木块上,测得量筒示数为V 2(3)然后通过细线将固体也放入量筒内,此时量筒示数为V 3例:小明同学在过生日时收到了一个内有“生日快乐”的小水晶球,如图是他用量筒、小玻璃杯来测量水晶球密度的实验示意图,实验记录表格尚未填写完整,请你帮他完成表格中的内容。
测量密度的特殊方法
测量密度的特殊方法1.用韦氏静力天平测量液体密度韦氏(韦斯特法尔)天平,用于测量轻质、少量液体密度.它是流体静力天平的一种变型.其结构如图.图中,10是盛装试液的玻璃圆简,9是内封温度计的空心玻璃浮子(装试液用),3是不等臂天平的横梁,由支承刀口4支承,右臂末端接挂浮子的吊钩7,由它通过吊丝8与浮子9连接.由刀口4到吊钩7将右臂等分为10分,前9个刻线上方有挂游码6的“V”形槽.当两臂平衡时,指针1与固定指针16对齐.12是水平调节螺钉.13为铅锤,14为支柱,15为调节可动支柱的螺钉.“U”形的游码四个一组,质量为5g,500mg,50mmg,5mg.质码,相应表示小数第一、二、三、四位数.1号游码质量最大,且等于浮子在规定的标准温度(常为20℃)的水中全部浸没所排开水的质量,浮子体积为5cm3.测量方法:(1)天平在空气中挂有浮子但未放入水中时,应处于平衡状态,若不平衡,则需调节2使指针1与16对齐.(2)在20℃时,(若t≠20℃,则结果要修正),将浮子浸入蒸馏水中,将一个1号游码挂在吊钩7上,天平应平衡.如不平衡,则需加减游码使之平衡.读出平衡数值以后,所有由天平得到的读数都必须用此游码平衡值除,才能得到液体的相对、密度.(3)用待测液体替换圆筒中的水再将浮子浸入该液体中,用1—4号砝码分别试挂在右臂的“V”形槽内,使天平平衡.(4)读数(平衡时)设1号砝码挂在挂钩7处记为1,1号砝码挂在横梁上的刻度为n1,2号砝码挂在横梁上的刻度为n2,3号砝码挂在横梁上的刻度为n3,4号砝码挂在横梁上的刻度为n4,则被测液体的相对密度为1+0.1n1+0.001n2+0.001n3+0.0001n4.如:1号砝码在吊钩7上一个,刻度3上一个,2号砝码在刻度7上一个,3号砝码在刻度9上一个,4号砝码在刻度9上一个,则读数为1+0.1×3+0.01×7+0.001×9,即1.3799.它是该被测液体与水相比的相对密度.其密度为1.3799g/cm3.2.用振动法测量液体的密度对一定长度两端固定的管子,其固有频率为式中,K为倔强系数,它取决于管子的材料和形状及大小.m为管子质量.若将管子做成空心的,内部用待测密度的液体填充,则可知,由于管子材料、尺寸等均已确定,则f0为管内液体密度的函数。
八上物理特殊方法测密度
特殊方法测密度类型一:“满杯法”测密度(液体或粉末)方法引导:实验中缺少量筒时,可以借助一个杯子来完成体积的测量。
利用天平分别测量出空杯子计算出水的体积,即瓶子的容的质量和装满水后杯子和水的总质量,间接测出瓶中水的质量,根据V=mρ积;在瓶中装满所测液体后,用同样方法测出液体的质量,即可根据公式ρ=m计算出液体的密度。
V1.某同学做“测量液体密度”的实验后,进行了操作总结和新的探索。
没有量筒,只用天平、玻璃瓶、水,也能测出某种未知液体的密度。
他先测出空瓶的质量和装满水时的质量分别为32.2 g和132.2 g。
再用这只玻璃瓶装满待测液体后,称量时天平如图所示,已知水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3。
以下说法正确的是()A.用手直接在右盘中加减砝码B.测量时为使横梁平衡,可移动平衡螺母C.待测液体的密度是0.8×103 kg/m3D.待测液体的密度是0.9×103 kg/m32.张磊同学想通过实验测出他家中酱油的密度,但他没有量筒和烧杯,只有天平、带有盖子的玻璃瓶和适量的水,请你与他一起来完成实验。
(水的密度用ρ水表示)(1)将天平放在水平桌面上,并将游码移到标尺左端的处,再调节平衡螺母使天平平衡。
(2)在测量空玻璃瓶的质量时,实验操作如图所示,张磊操作的错误之处是。
(3)改正错误后,他又进行了如下操作:①测出空玻璃瓶的质量m;②测出玻璃瓶装满酱油后的总质量m1;③倒出瓶中酱油,将玻璃瓶清洗干净后,装满水,并将瓶的外部擦干,测出玻璃瓶装满水后的总质量m2。
根据所测得的数据,可知酱油密度的表达式为ρ酱油=。
3.小芸同学想利用一台已经调好的天平、一只空杯和适量的水,测量妈妈刚买回来的面粉的密度,她的操作步骤如下,请填写出正确的操作和结果。
(1)用天平测出空杯的质量m1。
(2)空杯中装满面粉后, ___________________________________。
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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-h1)ρ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-v1)m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-v1)ρ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-v1)m物=ρ水(v2-v1)③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-v1)ρ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-v1)m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-h1)m物=ρ水s(h2-h1)③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-h1)ρ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-h1)m物=ρ水s(h2-h1)③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-h3)ρ物=(h2-h1)ρ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-h1)m物=ρ水s(h2-h1)③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-h1)ρ物=(h2-h1)ρ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。