物體密度的十種求法.doc

物體密度的十種求法 在長期的教學(xué)實踐中，筆者綜合及自行設(shè)計，共整理出求物體密度的十種方法（不包括定義公式法及用密度計直接測量法）。這些方法有其可行性，因而具有實用性；對中學(xué)生來說，有一定的思維性、啟發(fā)性和綜合性，對提高思維能力、動手能力會有幫助的，現(xiàn)介紹如下。一、浸沒法若固體的密度大于已知液體的密度，可用浸沒法求得固體的密度。先測出固體在空氣中的重量G1（以后凡在空氣中測的重量，均忽略空氣浮力的影響），其次測出固體浸沒在已知密度的液體中的重量G2即可。因為固體在液體中所受的浮力，等于固體在液體中減少的重量，故F浮=液gV固=G1-G2二、懸浮法（或零重量法）此法也用來測固體的密度。所謂懸浮法，就是將固體浸沒在已知密度的液體中，若固體能在液體內(nèi)部任意處懸浮，則固體所受浮力！定等于物體的重量，即相當(dāng)于固體取代了固體所占空間的那部分液體，其密度必然相等，此即懸浮法求密度。此法之所以又稱零重量法，是指用秤測浸沒在液體中的固體重量時，若示數(shù)為零，則說明固體所受的浮力等于固體的重量，其密度相等。即固液三、沉錘法此法用來測密度較小的固體。固體的密度如果小于已知液體的密度，則固體會漂浮在液面上。欲測其密度可用沉錘法，如圖（1）所示。首先測出被測物體在空氣中的重量G1，然后在被測物下面系一密度遠(yuǎn)大于已知液體密度的重物，作為沉錘。將沉錘浸沒在已知液體中，測出它和被測物的總重量G2，最后再給容器中注入同種液體直至淹沒被測物體，測出這時的總重量G3，則物體的密度可求。從測得的G2、G3可知被測物在液體中所受的浮力等于它們重量的減少量，即F浮=G2-G3四、漂浮法固體的密度如果小于已知液體的密度，固體的密度除用沉錘法求出外，還可用漂浮法求出。首先測出固體的體積V固，然后將固體漂浮在已知密度液體的液面上，待穩(wěn)定后測算出固體浸入到液體內(nèi)的那部分體積V即可。因為 F浮=G固即 液gV=固gV固 注：測算V固、V，對于規(guī)則物體是容易的，此不贅述。對于不規(guī)則的物體，其V固可仿照圖（l）在量杯或量筒中進(jìn)行測量：給量筒注入適量的液體將沉錘淹沒，讀取液面所到處的體積VI，然后下移沉錘和被測物直至將被測物淹沒，再讀取液面上升后的體積VII，則VIIVI即為被測固體的體積V固。欲V，可先在量筒內(nèi)注入適量已知密度的該種液體，讀取液體的體積VI，然后將被測物漂浮于液面，再讀取液體的體積VII，則VII-VI即為固體浸入到液體內(nèi)的那部分體積V。此法對規(guī)則物體的V固及V測量，當(dāng)然也是成立的。五、密度瓶法此法是取一空瓶，測其重量為G1，然后將被測物（碎塊、碎片或顆粒）放入瓶內(nèi)，測出總重量為G2，接著給瓶內(nèi)注滿水，測出總重量為G3，最后將瓶內(nèi)被測物倒出，再注滿水測出總重量G4，則被測物的密度可求?？掌孔M水后,瓶內(nèi)水的重量是G水G4-G1；瓶內(nèi)放入被測物且又注滿G水G水,于是可求出所排開水的體積也即被測物的體積六、簡易密度計法此法是用一根一端封閉的粗細(xì)均勻的直玻璃管，在管的兩端之間刻好長度刻度，然后給管內(nèi)小心地放入適量的鉛粒，便作成一支簡易密度計，用以測量液體的密度。將密度計插入水中，讀取露出水面部分的管長l1，再將密度計放入待測密度的液體中，讀取露出液面部分的管長l2，則液體的密度可求。設(shè)密度計的總長為l，截面積為S。因密度計在已知液體（水）中所受的浮力與在待測密度的液體中所受的浮力，都等于密度計的重量，故兩次的浮力相等。從而水g(l-l1)S=液g(l-l2)S所以注：若密度計上事先未作出長度刻度，只要在測量中直接量出l1、l2及l(fā)即可。七、比較法此法是先測出某一物體在空氣中的重量G1，其次測出該物體浸沒在已知密度液體中的重量G2，再測出物體浸沒在未知密度液體中的重量G3，可通過比較求出未知液體的密度。因為物體在已知液體和未知液體中所受的浮力，分別等于物體在已知液體和未知液體中重量的減少量F1G1G2F2G1G3從而1gV物=G1-G22gV物=G1-G3兩式相比（較）即得八、海爾法此法是科學(xué)家海爾利用液體壓強(qiáng)和大氣壓強(qiáng)來測量液體密度的方法。如圖（2）所示。在容器A、B中分別盛有已知密度A。和未知密度B的液體，插入門形管后，從G處適當(dāng)抽走管內(nèi)的空氣，使兩臂中的液體上升一定的高度，設(shè)分別為hA和hB，則未知液體的密度可求。A.B管中氣體、液體與管外大氣的壓強(qiáng)平衡式分別為：p大=PC+AghA， p大=pC+BghB于是BghB=AghA所以九、U形管法此法是運用連通器，根據(jù)液體壓強(qiáng)平衡原理求液體密度的取一U形玻璃管，兩臂分別作好統(tǒng)一的長度刻度，豎直放好。先給其內(nèi)注入適量密度為1的液體，再從一臂中緩緩注入密度為2且與已注入液體互不相溶的液體，待平衡后便形成如圖（3）的狀態(tài)。讀取高度h1及h2（若事先管壁上未作出長度刻度，則可用直尺直接量出），由液體壓強(qiáng)平衡關(guān)系可得1=gh1=2gh2于是或十、杠桿法此法是筆者設(shè)計的利用杠桿平衡法求固體或液體密度的方法。取一具輕巧而剛硬的杠桿（可忽略杠桿重量或使杠桿重心恰好通過支點）.一臂系上物體G，另一臂放一類似秤砣的重物p，移動重物p在桿上的位置，使杠桿平衡；然后將物體G浸沒在密度為液的液體中，調(diào)整重物p的位置使杠桿重新平衡如圖（4）所示。量出前后兩次的臂長l1及l(fā)2（若杠