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文檔簡介
1、歡迎光臨 全套免費初中物理同步課堂教學(xué)視頻 密度測量方法縱觀多年的中考試卷,密度是中考的一個重點,同時又是中考的熱點,密度的考查主要以操作性的實驗題型出現(xiàn),在考查知識的同時兼顧實驗操作技能的考查,按照教科書,根據(jù)密度的計算公式m/v,利用天平和量筒,分別測出被測物的質(zhì)量m和體積v,則可算出被測物的密度,這是最基本的測定物質(zhì)密度的方法。近年來的中考試題,則往往是天平、量筒不會同時具備,此時只要適當(dāng)有些輔助器材,同樣可以完成測定物質(zhì)的密度,現(xiàn)將幾種測定物質(zhì)密度的方法提供如下。一、測固體密度基本原理:=m/V1 常規(guī)法: 器材:天平、量筒、水、金屬塊、細(xì)繩步驟:1)、用天平稱出金屬塊的質(zhì)量m; 2)
2、、往量筒中注入適量水,讀出體積為V1, 3)、用細(xì)繩系住金屬塊放入量筒中,浸沒,讀出體積為V2。 表達(dá)式:=m/(V2-V1) 測固體體積:不溶于水 密度比水大 排水法測體積 密度比水小 按壓法、捆綁法、吊掛法、埋砂法。溶于水 飽和溶液法、埋砂法整型法 如果被測物體容易整型,如土豆、橡皮泥,可把它們整型成正方體、長方體等,然后用刻度尺測得有關(guān)長度,易得物體體積。例:正北牌方糖是一種用細(xì)白沙糖精制而成的長方體糖塊,為了測出它的密度,除了一些這種糖塊外還有下列器材:天平、量筒、毫米刻度尺、水、白沙糖、小勺、鑷子、玻璃棒,利用上述器材可有多種測量方法。請你答出兩種測量方法,要求寫出(1)測量的主要步
3、驟及所測的物理量。(2)用測得的物理量表示密度的式子。飽和溶液法:方案一:用天平測出糖塊的質(zhì)量m,再把糖塊放入量筒里,倒入適量白沙糖埋住方糖,晃動量筒,使白沙糖表面變平,記下白沙糖和方糖的總體積V1,用鑷子取出方糖,再次晃動量筒,使白沙糖表面變平,記下白沙糖的體積V2,則= 方案二:用天平測出糖塊的質(zhì)量。用橡皮泥將糖塊包好放入水中,測出水、橡皮泥、糖塊的總體積V1,取出糖水,測出水和橡皮泥的體積V2,算出糖塊體積V=V1-V2。利用公式算出糖塊密度。方案三:用天平測出3塊方糖的質(zhì)量m,向量筒里倒入適量的水并放入白沙糖,用玻璃棒攪動制成白沙糖的飽和溶液,記下飽
4、和溶液的體積V1,再把3塊方糖放入飽和溶液中,記下飽和溶液和方糖的總體積V2,則密度。方案四:用天平測出其質(zhì)量,用刻度尺量出它的長、寬、厚,算出其體積,再用密度公式計算出糖塊的密度。2 浮力法彈簧秤器材:彈簧秤、金屬塊、水、細(xì)繩 步驟:1)、用細(xì)繩系住金屬塊,用彈簧秤稱出金屬塊的重力G; 2)、將金屬塊完全浸入水中,用彈簧秤稱出金屬塊在水中的視重G/;表達(dá)式:=G水/(G-G/) 例:不準(zhǔn)用量筒,測量工具只用彈簧秤,如何測量某個小石塊的密度。寫出你的測量方法步驟及小石塊密度的表達(dá)式。這是一道經(jīng)典題,此題的關(guān)鍵是如何測定小石塊的體積。如果知道利用彈簧秤可以測定小石塊在水中受到的浮力,然后運用阿基
5、米德原理即可求出體積,此問題就可以得到解決。但需要指出的是,此測量方法僅適用于被測物體的密度大于水的密度。近年來,為了考查學(xué)生的思維創(chuàng)新能力,出現(xiàn)了將上述經(jīng)典命題變化有如下兩例:例2:某中學(xué)初二特色班在開展物理課外活動中,指導(dǎo)教師在實驗桌上放有以下器材:白色粉筆一盒,彈簧秤一只,還有細(xì)線、燒杯、水、抹布。請你設(shè)計一套方案來測定白色粉筆的密度,并寫出粉筆密度的表達(dá)式(不考慮粉筆吸水后體積的變化)。例3:不用量筒,測量工具只用彈簧秤,如何測定某一塑料塊的密度(塑料水)。你可以選用任何簡便器材,但不能選用其它測量工具。想一想,設(shè)計出理想可行的測定方案,并寫出測定塑料塊密度的表達(dá)式。例2和例3的共同之
6、處是被測物體的密度均小于水的密度,且測量工具都是只能用一種彈簧秤。不同之處是:例2的器材已選定,而例3的器材不確定;又粉筆吸水后會下沉,而塑料塊不吸水。測定粉筆密度的關(guān)鍵在于必須將吸水后的粉筆重新拿出水面,用干抹布擦掉粉筆表面附著的水珠,再用彈簧秤稱出吸水后粉筆的重量。然后根據(jù)例1的方法,就可得到粉筆密度的表達(dá)式。測定塑料塊密度的關(guān)鍵在于如何將在水中不下沉的塑料塊全部浸沒水中??尚械霓k法是用細(xì)線把塑料塊與某一金屬塊捆在一起,使其能下沉。測定方法仍類似于例1,但首先必須用阿基米德原理測定該金屬塊的體積。(分兩次實驗或用二階法)【小燕想測粉筆的密度,它的質(zhì)量可用天平直接測量,但因為粉筆的吸水性很強
7、,不能用排水法測量。你能幫她想出辦法測粉筆的體積嗎?答:可用粉末代替水。把適當(dāng)?shù)姆勰┘尤肓客?,量出其體積V1;再把粉筆完全埋入粉末中,量出其體積V2,則粉筆的體積就是V2-V1。(其他方法可行的同樣給分)】例:工作中需要側(cè)一個不太重實心合金球的密度,由于條件有限只能找到一根輕質(zhì)螺旋彈簧和一把帶有毫米刻度的直尺。合金球掛在彈簧下,彈簧有明顯形變且始終處于彈性形變范圍內(nèi)。請設(shè)計一個方案測出合金球的密度并寫出表達(dá)式。進(jìn)一步思考,能否用上述器材,接著某種密度已知的液體,測出另外一種液體的密度。=(L1-L0/L1-L2)* 水3浮力法天平器材:天平、金屬塊、水、細(xì)繩 步驟:1)往燒杯裝滿水,放在天平上
8、稱出質(zhì)量為 m1; 2)將屬塊輕輕放入水中,溢出部分水,再將燒杯放在天平上稱出質(zhì)量為m2; 3) 將金屬塊取出,把燒杯放在天平上稱出燒杯和剩下水的質(zhì)量m3。表達(dá)式:=水(m2-m3)/(m1-m3)例:給你一臺已調(diào)好了的天平(帶砝碼)和一個盛滿水的小燒杯,只用這些器材(不使用任何其它輔助工具)測出一紙包金屬顆粒的密度。要求:寫出實驗步驟和計算金屬密度的數(shù)學(xué)表達(dá)式。(天津市1999中考試題)該題的難點是如何測量金屬顆粒的體積,唯一的思路是如何用天平測與金屬顆粒等體積水的質(zhì)量,因為小燒杯盛滿水,如果將金屬顆粒放入燒杯內(nèi),則溢出水的體積必等于金屬顆粒的體積。而用天平可稱量金屬顆粒、盛滿水的燒杯、及燒
9、杯溢出水后的質(zhì)量,所以根據(jù)阿基米德原理,可計算出此金屬密度的表達(dá)式。例:有一只玻璃杯、水和天平,怎樣測出小石塊的密度?寫出實驗步驟及石塊密度表達(dá)式.分析:要測出石塊的密度,應(yīng)先測出石塊的質(zhì)量和體積,質(zhì)量可以用天平測量,由于沒有量筒,體積不能直接測量,石塊體積應(yīng)利用其它現(xiàn)有儀器進(jìn)行特殊測量.解答:1.用天平測出小石塊的質(zhì)量m.2.在玻璃杯中加入適量的水,用天平測出它們的質(zhì)量m1.3.在裝水的玻璃杯中放入小石塊,記下水面的位置.4.將石塊取出再加水,使水面達(dá)到剛才標(biāo)記位置,用天平測出它們的質(zhì)量m2.5.石塊密度:例:某同學(xué)做用天平和量筒測石塊的密度實驗。器材有天平、砝碼、量筒、石塊、燒杯、水、和細(xì)
10、線。由于在實驗中,不小心把量筒碰碎,實驗仍要繼續(xù)進(jìn)行,你能幫他測石塊的體積嗎?請把你的做法寫出來。(大連市1999中考試題)測石塊體積的做法有多種。最方便的一種是:先在燒杯中裝適量的水,用天平稱出其質(zhì)量M1, 然后,把細(xì)線拴好的石塊放入燒杯的水中(浸沒但不要觸底),天平重新平衡后,再記下讀數(shù)M2, 則石塊的體積。例有一種密度瓶大家可能沒有見過,但道理很簡單,如圖所示,它是一個壁較薄的玻璃瓶,配有磨光的瓶塞,瓶塞中央留有一細(xì)管,在注滿水蓋上塞子時,多余的水會從細(xì)管中溢出,從而保證瓶內(nèi)總?cè)莘e一定如何用該密度瓶、天平(含砝碼)及水來測量米粒的密度甲簡要寫出操作步驟及計算表達(dá)式 (1)先用天平測出適量
11、米粒的質(zhì)m;(2)將瓶注滿水,稱出總質(zhì)量m1;(3)將米粒全部放人瓶中,蓋上塞子,擦干因溢水而潮濕的瓶,再稱出總質(zhì)量m2(4)計算:被米粒排開水的質(zhì)量m排=m+m1-m2;V排=( m+m1-m2)/ 水;米粒的密度。例:實驗中有一種瓶子專用于測定液體的密度,這種瓶子叫密度瓶。若瓶子的質(zhì)量是10g,裝滿水后,瓶和水的總質(zhì)量是20g,裝滿油后,油和瓶的總質(zhì)量是18g,求這種油的密度。答案0.8×103kg /m3。12 歡迎光臨 全套免費初中物理同步課堂教學(xué)視頻4浮力法-量筒器材:木塊、水、細(xì)針、量筒 步驟:1)、往量筒中注入適量水,讀出體積為V1;2)、將木塊放入水中,漂浮,靜止后讀
12、出體積 V2;3)、用細(xì)針插入木塊,將木塊完全浸入水中,讀出體積為V3。表達(dá)式:=水(V2-V1)/(V3-V1) 例:現(xiàn)有量筒、水、燒杯、一根大頭針,如何用這些器材測定一小木塊的密度?寫出你的測量方法步驟,并寫出木塊密度的表達(dá)式。(不考慮木塊吸水)此題也是一道經(jīng)典題型。由于木塊在水中處于漂浮狀態(tài),則木塊在水中受到的浮力等于木塊的重力,而量筒可直接測得木塊排開水的體積,所以,通過推導(dǎo)計算可方便地求得木塊的質(zhì)量。再用大頭針將木塊按入水中,也可方便求出木塊的體積。因而可測得木塊的密度。如果被測物體在水中下沉,用量筒可直接測物體的體積,而如何用量筒來測物體的質(zhì)量,則成為命題的熱點。解決問題的關(guān)鍵是如
13、何想辦法使在水中下沉的物體處于漂浮,從而能求出被測物體的質(zhì)量。圍繞此問題,將經(jīng)典題型變化有如下命題形式。例:老師給小華如下器材:一只100ml的量筒、一個裝有100ml純水的燒杯、細(xì)線、一塊橡皮泥。要求小華同學(xué)用這些器材測出橡皮泥的密度,小華細(xì)想后感到有困難,相信你有辦法完成該實驗。請你幫她設(shè)計一種方案及用測得的物理量計算橡皮泥密度的表達(dá)式。(因為橡皮泥的形狀可以改變,只要想到可將橡皮泥做成船形,使其漂浮于水面,則可測得其質(zhì)量,問題就可以得到解決。)例:給你一只水槽、一只燒杯、一只量筒、一根足夠長的細(xì)線和足量的水,用這些器材測定一只大小合適的土豆的密度。寫出你的測量方法步驟,并推導(dǎo)土豆密度的表
14、達(dá)式。(一般容易想到將燒杯漂浮于盛滿水的水槽中,再將土豆置于燒杯內(nèi),并想辦法用量筒測出放入土豆后溢出水的體積(一種方法是將土豆從燒杯中拿走后,用量筒向水槽中重新注滿水,讀出量筒中水減少的體積即可。),然后計算土豆的質(zhì)量。其實,更方便的方法是,將量筒內(nèi)注入適量的水后,置于裝水的水槽中,讓量筒漂浮于水面,記下量筒外壁水面對應(yīng)的刻度。然后,將大小合適的土豆放入量筒內(nèi),再記下量筒外壁水面對應(yīng)的刻度,兩次刻度值的差就是土豆排開水的體積,同樣可以解決此問題的難點,只不過此測量方法存在誤差(因量筒壁有厚度,占有一定的體積)。)例:現(xiàn)有一只量筒,內(nèi)已注了適量的水。如何利用一塊大小合適的長直方木塊來測一小金屬塊
15、的密度?不準(zhǔn)用其它任何器材,寫出你的測量方法,并推導(dǎo)出該金屬塊密度的表達(dá)式。(解決問題的關(guān)鍵是如何在木塊上做文章。雖然金屬塊在水中下沉,但木塊可漂浮于水面。又木塊大小合適,金屬塊較小,題設(shè)必隱含著若將金屬塊置于木塊上,木塊仍可漂浮于水面。根據(jù)漂浮原理,則可推導(dǎo)出金屬塊的質(zhì)量。大致步驟如下:可先將木塊放入量筒內(nèi),記下水面的讀數(shù)V1;然后將金屬塊置于木塊上,記下水面的讀數(shù)V2;最后將金屬塊從木塊上拿下來并放入水中,記下水面的讀數(shù)V3。則金屬塊密度的表達(dá)式為。)例:有一長直玻璃試管和一只注了適量水的量筒。不用其它任何器材,如何測出制成該試管的玻璃的密度。請你寫出實驗步驟和玻璃密度的表達(dá)式。 (問題的
16、難點是:玻璃試管雖能漂浮于水面,但試管總要與量筒內(nèi)壁接觸,即不能豎直地漂浮于水面。解決問題的方法步驟是,先記下量筒內(nèi)水面的讀數(shù)V1;然后將量筒里的水適量地倒入玻璃試管內(nèi),并將試管放入量筒里使其漂浮于水面,并記下量筒內(nèi)水面的讀數(shù)V2;最后將玻璃試管按入水中,使其沉入量筒底部,再記下量筒內(nèi)水面的讀數(shù)V3。此題可以說是橡皮泥的變形題式。)例:如何用量筒測一只小酒杯玻璃的密度(量筒口徑大于小酒杯口徑)?例:(江蘇鹽城市2002中考試題)給你一根細(xì)線、一支吸管、一小塊金屬、一只盛有足夠深水的水槽、一個底端固定一鐵塊的量筒(量筒放入水中能豎直漂浮)。請利用上述器材測定小金屬塊的密度。(1) 寫出主要操作步
17、驟及所測物理量。(2) 根據(jù)測得的物理量,計算小金屬塊密度的表達(dá)式。此題的難點仍是如何利用改進(jìn)的量筒測物體的質(zhì)量,測量方法類似于例6談到的粗測方法,由于此題設(shè)中有吸管,所以可以利用吸管向量筒里注與金屬塊等質(zhì)量的水讓量筒漂浮于同一刻度線,則金屬塊的質(zhì)量可精確測定。由于長期的“應(yīng)試教育”給我國中學(xué)物理教育造成了嚴(yán)重的偏差:重理論,輕實踐;重結(jié)果,輕過程;重聚合思維和分散思維,輕發(fā)散思維和直覺思維;重知識深度的挖掘和對嚴(yán)謹(jǐn)性的追求,輕與生活的廣泛聯(lián)系和社會問題的關(guān)注,等等這些對青少年學(xué)習(xí)興趣的激發(fā),創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的提高極為不利。要糾正這種偏差,除了對物理教育思想、內(nèi)容和方法加以深度的變革外
18、,物理實驗的變革也勢在必行,為糾正這種偏差的實驗命題形式的改革則至關(guān)重要。5浮力法刻度尺: 器材:刻度尺、圓筒杯、水、小塑料杯、小石塊 步驟:1)、在圓筒杯內(nèi)放入適量水,再將塑料杯杯口朝上輕輕放入,讓其漂浮,用刻度尺測出杯中水的高度h1; 2)、將小石塊輕輕放入杯中,漂浮,用刻度尺測出水的高度h2; 3)、將小石塊從杯中取出,放入水中,下沉,用刻度尺測出水的高度h3. 表達(dá)式:=水(h2-h1)/(h3-h1) 例:一圓柱形實心物體,漂浮在水面上,則該物體的密度是多少? 解:如圖,圓柱體漂浮在水面,根據(jù)物體漂浮的條件:F浮=G, 即:, 即:
19、;所以,只需要用刻度尺測出圓柱體的高H和露出水面的長度h即可求出物。例:小東和小陽準(zhǔn)備在家里測量一個小石塊的密度,但沒有天平和量筒。他們想到了化學(xué)實驗課上使用的滴管。他們先自制了一個瓶口密封著細(xì)吸管的小塑料瓶當(dāng)做滴管,自制的滴管中的水能一滴一滴地從滴管滴出,且每一滴水的質(zhì)量和體積都是相等的。他們又找來礦泉水瓶子、小塑料瓶、細(xì)線、剪刀、鉛筆和足量的水,開始測小石塊的密度。(1)他們測石塊體積的方法是:把石塊用細(xì)線系住,放在被剪開的礦泉水瓶中,倒入一定量的水,并記下水面的位置;取出石塊,用滴管將水滴入容器中,使水面到達(dá)原來的位置處,記錄滴入的水滴數(shù)為a。 (2)他們測石塊質(zhì)量的方法是:把石塊放入小
20、塑料瓶中,小塑料瓶浮在礦泉水瓶中的水面上,記下水面的位置;取出石塊,用滴管將水滴入小塑料瓶中,使水面到達(dá)原來的位置處,記錄滴入的水滴數(shù)為b。 (3)他們測出石塊密度的表達(dá)式是:_。(4)他們巧妙地利用了物理課上所學(xué)的研究方法是:_。6浮力法密度計: 器材:雞蛋、密度計、水、鹽、玻璃杯 步驟:1)、在玻璃杯中倒入適量水,將雞蛋輕輕放入,雞蛋下沉; 2)、往水中逐漸加鹽,邊加邊用密度計攪拌,直至雞蛋漂浮,用密度計測出鹽水的密度即等到于雞蛋的密度;例:測量血液的密度有一種方法:現(xiàn)在幾個玻璃管內(nèi)分別裝入密度不同的硫酸銅溶液,然后分別在每個試管中滴進(jìn)一滴血液,分析人員只要看到哪一個管中血液懸浮其中就能判
21、斷血液的密度。 根據(jù)上述啟發(fā),利用天平(含砝碼),量筒,燒杯,水,玻璃棒和食鹽設(shè)計實驗測量一粒花生(密度略大于水)的密度(注意只有一?;ㄉ屹|(zhì)量和體積都很?。?,寫出步驟及表達(dá)式。實驗步驟:1)用天平測出燒杯質(zhì)量記為m1。2)把此花生放入燒杯,加適量的水,往燒杯中加鹽、并用玻璃棒攪拌,直到花生懸浮。3)把花生取出,把燒杯及水一塊放在天平上,稱得質(zhì)量記為m2。4)把水全部倒入量筒,測出水的體積記為V。表達(dá)式:花生=(m2-m1)/V。7杠桿平衡法刻度尺例:在一次物理興趣小組活動過程中,老師給同學(xué)們?nèi)缦缕鞑模阂话衙壮?、一個裝有適量水的燒杯、幾根細(xì)線、一個不知質(zhì)量的砝碼、一個小石塊、老師要求同學(xué)們設(shè)
22、計一種方案,測定小石塊的密度。小明聽后,沉思片刻說道:“如果砝碼的質(zhì)量已知,就好辦了。”一定要知道砝碼的質(zhì)量嗎?相信你一定有辦法,請你寫出測量的方法步驟,并推導(dǎo)出小石塊密度的表達(dá)式。將刻度尺作為杠桿利用,在刻度尺的兩端分別懸掛小石塊和砝碼,平衡后,讀出兩力臂的長;然后將小石塊浸沒水中,平衡后,再讀出兩力臂的長。根據(jù)杠桿的平衡條件,可推導(dǎo)小石塊密度的表達(dá)式。(09順義一摸)測定組成實心金屬球金屬的密度。如圖14所示,杠桿的重力忽略不計,請你將下列實驗步驟補充完整。(1)將金屬球掛在杠桿的A段,將鉤碼懸掛在B點,杠桿在水平位置平衡。(2)將金屬球沒入水中,此時將鉤碼移動到C點,杠桿仍在水平位置平衡
23、。A水OBC(3)用刻度尺測量AO的長度為L1;(4) , ;(5)金屬密度的表達(dá)式為 。(3分)例:一根長1米左右,粗細(xì)均勻的細(xì)木棒,一個已知質(zhì)量為m的砝碼,一把刻度尺,還有一些細(xì)繩和一支鉛筆,只用這些器材測出這根系棒的質(zhì)量。二、 液體的密度:1。常規(guī)法:器材:燒杯、量筒 、天平、待測液體 步驟:1)、用天平稱出燒杯的質(zhì)量M1; 2)、將待測液體倒入 燒杯中,測出總質(zhì)量M2; 3)、將燒杯中的液體倒入量筒中,測出體積V。 計算表達(dá):=(M2-M1)/V3 等容法器材:燒杯、水、待液體、天平步驟:1)、用天平稱出燒的質(zhì)量M1;2)、往燒杯內(nèi)倒?jié)M水,稱出總質(zhì)量M2;3)、倒去燒杯中的水,往燒杯中
24、倒?jié)M待測液體,稱出總質(zhì)量M3。計算表達(dá):=水(M3-M1)/(M2-M1) 例:小李同學(xué)訂了一份牛奶,他想測出牛奶的密度,但他手邊只有一個空酒杯或一次性塑料杯,一臺電子秤,足量的水,你能幫他設(shè)計方案完成任務(wù)嗎?分析:題目中,沒有量筒,不能直接測出牛奶的體積,但有一個杯子,可以利用體積相等來解決這一問題,由可知,當(dāng)相等時,與成正比,即,用電子秤分別測出體積相同的一杯水和一杯牛奶的質(zhì)量即可。3、浮力法器材:彈簧秤、水、待測液體、小石塊、細(xì)繩子步驟:1)、用細(xì)繩系住小石塊,用彈簧秤稱出小石塊的重力G;2)、將小塊浸沒入水中,用彈簧秤稱出小石的視重G/;3)、將小塊浸沒入待測液體中,用彈簧秤稱出小石塊
25、的視重G/。 計算表達(dá):=水(G-G/)/(G-G/) 例:小東同學(xué)想測出液體B的密度,他手邊只有:一個彈簧測力計、一根細(xì)繩、一個小石塊、兩個燒杯和足量的水。小東同學(xué)根據(jù)這些器材設(shè)計下面的實驗步驟,但不完整。請你將小東的實驗步驟補充完整:1) 用細(xì)線系住小石塊,將適量的水與液體B分別倒入兩個燒杯中;2) ;3) 用彈簧測力計測出小石塊浸沒在水中受到的拉力F;4) ;根據(jù)小東測量的物理量表示出液體B的密度:B= 。練習(xí)用如下器材:彈簧測力計、細(xì)繩、石子、燒杯、水、奶。測量石、奶例 手頭有一把學(xué)生用刻度尺,一個正方形木塊,一個燒杯,色拉油,水若干。用你學(xué)過的知識側(cè)色拉油的密度。(1)在燒杯中注入適
26、量的水,把木塊放入水中,待木塊靜止后記下液面的位置,取出木塊,用刻度尺測出進(jìn)入水中部分的長度h1。(2)在燒杯中注入適量的色拉油,同樣把木塊放入油中,待木塊靜止后記下液面的位置,取出木塊,刻度尺測出浸入油中部分木塊的長度h2。(3)可以根據(jù)F浮水=F浮油計算出,油=h1水/h2。例:(自制密度計)為了測出某種液體的密度,給你一只粗細(xì)均勻的圓柱形平底試管,一些小鐵砂粒,兩個燒杯,一個盛水,一個盛有待測液體(水的密度已知)。要測出待測液體的密度還需要的實驗器材是 寫出簡要的實驗步驟根據(jù)測量結(jié)果(用字母符號代表)求出液體的密度液 顯然,這是一道培養(yǎng)學(xué)生開放性創(chuàng)造力的實驗題,題設(shè)中只給了一些可選器材,
27、但沒有給定具體的測量工具,學(xué)生可以選擇所需的任意一種或幾種測量工具和必要的器材。測量方法靈活多變,選擇不同測量工具的測量原理如下:方法一:選用刻度尺,利用漂浮原理,重力等于浮力來求。方法二:選用天平,利用水和被測液體二次測量的體積相等來求。方法三:選用量筒,利用阿基米德原理,兩次漂浮重力等于浮力來求。方法四:選用天平和細(xì)線,利用阿基米德原理,稱重法求浮力時排出的體積相等來求。方法五:選用彈簧稱和細(xì)線,解法原理同方法四。方法六:選用壓強計、刻度尺,利用液體壓強計算公式,兩液體壓強相等來求。4、壓強法用刻度尺、兩端開口的直玻璃管(一端有橡皮膜)、燒杯、適量的水、足量的牛奶、細(xì)線。計一種測量奶密度的
28、方法。實驗步驟:1) 在玻璃管內(nèi)倒入一定深度的牛奶。2) 將管豎直放入水中,帶橡皮膜水平時,用刻度尺量出管底到牛奶面和水面的深度,分別為h1、h2。3) 根據(jù)p1=p2得表達(dá)式:牛奶=h2水/h15. (09朝陽二模)某老師上課時作如圖所示的實驗。愛動腦筋且善于動手的小陽同學(xué),當(dāng)即悟到對此實驗裝置稍作改造進(jìn)可以測出其他液體的密度。(1)小陽對該套裝置進(jìn)行簡易的改進(jìn),在玻璃筒外壁上沿軸線方向貼一張標(biāo)有 的防水紙條。(2)用塑料片堵住玻璃管的一個端口并將其浸在水中一定深度h1,然后往玻璃管里倒入待測液體當(dāng)塑料片恰好脫落時,記下待測液體在管中的深度h2。請推導(dǎo)出待測液體的密度表達(dá)式:液= 。CAB例
29、:如圖所示,是一個測液體密度的裝置(又稱海爾密度計),A容器裝水,B容器裝待測液體,當(dāng)從上部開口處(打開閥門)抽出少量氣體后,A、B兩管中的液面都會自動上升到一定高度。那么A、B兩管內(nèi)液體上升的原因是_。若B管中液面升得較A管高些,那么A、B兩管中液體密度大小關(guān)系為PA_PB(填>、=、或<)5、 U形管法: 器材:U形管、水、待測液體、刻度尺 步驟:1)、將適量水倒入U形管中; 2)、將待測液體從U形管的一個管口沿壁緩慢注入。 3)、用刻度尺測出管中水的高度h1,待測液體的高度h2.(如圖) 計算表達(dá):=水h1/h2 (注意:用此種方法的條件是:待測液體不溶于水,待測液體的密度小
30、于水的密度) 例:現(xiàn)有透明塑料管連接著的兩根玻璃管及鐵架臺,米尺,滴管和足夠的水,用這些器材可以測出不溶于水的液體(例如食用油)的密度,寫出你的探究方法。解:如圖所示,兩根玻璃管組成了一個連通器,在管中注入適量的水。然后用滴管向管中慢慢注入待測液體,從待測液體和水分界處的水平面向上分測出兩管中液柱的高度h油和h水。6、 密度計法:器材:密度計、待測液體 方法:將密度計放入待測液體中,直接讀出密度眾所周知彈簧秤是用來測量力的,但加以輔助器材就可以測量物體的密度,在近幾年的升中考試中這類題目出現(xiàn)頻度極高。隨著素質(zhì)教育的深入,對學(xué)生的動手實踐能力的要求也越來越高,把彈簧秤改造成直接測量密度裝置的題目
31、在各類物理競賽也經(jīng)常出現(xiàn),這類題目對學(xué)生的綜合能力要求更高,下面結(jié)合這兩種情況談一談彈簧秤在測密度實驗中的應(yīng)用。一、 測量固體的密度 原理:用彈簧秤測物體的重力,進(jìn)而求出物體的質(zhì)量;用彈簧秤測物體浸沒在已知密度液體(一般是水)中的浮力,應(yīng)用阿基米德原理求出物體的體積,即可求出物體的密度。對題目的要求:物體的密度大于液體的密度,物體不溶于液體中。例1:某登山愛好者在山間小溪邊發(fā)現(xiàn)一種礦石,為確定礦石的成份需測定礦石的密度,可他隨身只帶有一只彈簧秤,請你為他設(shè)計一種測量礦石密度的方案。解答:可用一根細(xì)線把礦石樣品系于彈簧秤下,測量其重力為G。再把礦石樣品浸入水中,測出彈簧秤對它的拉力為F。則:礦石
32、樣品的質(zhì)量為: 礦石樣品的體積為: 礦石樣品的密度為: 上述解答可以說是這一類題目的通解,不論題目怎樣變化都可以用此方法處理。 二、測量液體的密度 原理:用彈簧秤測量同一物體浸沒在兩種液體中的浮力,根據(jù)阿基米德原理,浮力的大小與液體的密度成正比。 例2:現(xiàn)有一杯清水、彈簧秤和鉤碼,如何測量食用油的密度?解答:1、用彈簧秤測量出鉤碼的重力為G。 2、用彈簧秤測量出鉤碼浸沒在水中時彈簧秤對鉤碼的拉力為F1。3、用彈簧秤測量出鉤碼浸沒在食用油中時彈簧秤對鉤碼的拉力為F2。 則:鉤碼浸沒在水中時受到的浮力為:G - F1鉤碼浸沒在食用油中時受到的浮力為:G -F2 食用油的密度為: 三、把彈簧秤改裝為
33、“密度計” 從上例中我們看出,彈簧秤輔以簡單的器材就可以測量液體的密度,我們可以對彈簧秤進(jìn)行簡單的改造,使其能夠直接測出液體的密度。改造的方法如下: 1、在最大稱量為2牛的彈簧秤下用細(xì)線系一個重力約為2牛的玻璃球(選用玻璃是為了不與液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng))。 2、在彈簧秤刻度的一側(cè)貼上一層紙,刻上刻度后作為密度標(biāo)尺。當(dāng)彈簧秤垂直懸吊玻璃球時,在彈簧秤指針指示的位置畫上刻度,標(biāo)上“0”。 3、把彈簧秤懸吊的玻璃球浸入水中,此時在彈簧秤指針指示的位置畫上刻度,標(biāo)上“1”。 4、在“0”和“1”之間均勻地分為20等份,則每一份為0·05,并相應(yīng)地標(biāo)出“0·5”至“0·9”的位
34、置;并按此等份的長度在“1”上面的位置進(jìn)行劃分,至到彈簧秤示為“0”的位置(此處密度的刻度值應(yīng)等于玻璃球的密度)。 使用方法:把彈簧秤下的玻璃球完全浸沒到待測液體中,讀出彈簧秤指針?biāo)鶎?yīng)密度標(biāo)尺上的數(shù)字,即為待測液體的密度,單位是克/厘米3(或103千克/米3)。測量范圍:待測液體的密度小于玻璃的密度。原理:同一物體浸沒在不同液體中所受到的浮力與液體的密度成正比,即: 。用彈簧秤測密度的題目很多,但都不外乎上述幾種情況,只要我們掌握用彈簧秤測密度的原理,具體問題就迎刃而解了歷年密度實驗題1.(05年中考)小東同學(xué)想測出液體B的密度,他手邊只有:一個彈簧測力計、一根細(xì)繩、一個小石塊、兩個燒杯和足
35、量的水。小東同學(xué)根據(jù)這些器材設(shè)計下面的實驗步驟,但不完整。請你將小東的實驗步驟補充完整:5) 用細(xì)線系住小石塊,將適量的水與液體B分別倒入兩個燒杯中;6) ;7) 用彈簧測力計測出小石塊浸沒在水中受到的拉力F;8) ;根據(jù)小東測量的物理量表示出液體B的密度:B= 。練習(xí)用如下器材:彈簧測力計、細(xì)繩、石子、燒杯、水、奶。測量石、奶2.(07年中考)小紅在海邊拾到一塊漂亮的小石塊,她想測出小石塊的密度。小紅利用一架托盤天平、一個燒杯、適量的水和細(xì)線設(shè)計了一個測量小石塊密度的實驗方案,以下是她設(shè)計的部分實驗步驟,請你按照小紅的實驗思路,將實驗步驟補充完整。(1)用調(diào)節(jié)好的天平稱出小石塊的質(zhì)量m1;(
36、2)在燒杯中注入適量的水,用天平稱出燒杯和水的總質(zhì)量m2;(3)_ _,在天平右盤添加適量的砝碼,移動游碼,天平平衡后,砝碼與游碼的總示數(shù)為m3;(4)已知水的密度,利用上述測量出的物理量和已知量計算小石塊密度:石= 。3.(08東城一摸)實驗桌上有如圖所示的下列器材,請你利用這些器材,測出小金屬塊的密度。寫出實驗步驟及金屬塊的密度表達(dá)式。4.(08西城一摸)小玲將一塊礦石掛在彈簧測力計下,然后又將此礦石浸沒在水中,測力計兩次示數(shù)分別如圖所示。1)礦石受到浮力的大小為F= 。2)礦石的密度= kg/m3。5. (08朝陽二模)某老師上課時作如圖所示的實驗。愛動腦筋且善于動手的小陽同學(xué),當(dāng)即悟到
37、對此實驗裝置稍作改造進(jìn)可以測出其他液體的密度。(1)小陽對該套裝置進(jìn)行簡易的改進(jìn),在玻璃筒外壁上沿軸線方向貼一張標(biāo)有 的防水紙條。(2)用塑料片堵住玻璃管的一個端口并將其浸在水中一定深度h1,然后往玻璃管里倒入待測液體當(dāng)塑料片恰好脫落時,記下待測液體在管中的深度h2。請推導(dǎo)出待測液體的密度表達(dá)式:液= 。6.(08宣武一模)小明同學(xué)準(zhǔn)備用“一個彈簧測力計、一個重錘、兩根質(zhì)量和體積均忽略不計的細(xì)線、一個裝有適量水的燒杯”測量一個不規(guī)則小木塊的密度。請你幫他將實驗方案補充完整。(1) 用細(xì)線系住木塊,掛在彈簧測力計下,記錄彈簧測力計的示數(shù)F;(2) 用細(xì)線江中吹系在木塊下方,將重錘浸沒在水中,記錄彈簧測力計的示數(shù)F1(3) 。(4) 根據(jù)測量的數(shù)據(jù),計算木塊浸沒在水中所受的浮力F浮= 。(5) 計算木塊的密度木= 。7.(09朝陽一模)小東和小陽準(zhǔn)備在家里測量一個小石塊的密度,但沒有天平和量筒。他們想到了化學(xué)實驗課上使用的滴管。他們先自制了一個瓶口密封著細(xì)吸管的小塑料
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