初中物理密度浮力測(cè)量方法總結(jié)通用版精華版_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、初中物理密度測(cè)量方法總匯一、有天平,1 .固體:表達(dá)式:2 .液體表達(dá)式:二、有天平,1 .固體表達(dá)式:2 .液體表達(dá)式:有量筒(常規(guī)方法)無量筒器材:石塊、天平和祛碼、量筒、足夠多的水和細(xì)線(1) 先用調(diào)好的天平測(cè)量出石塊的質(zhì)量mo(2) 在量筒中裝入適量白水,讀取示數(shù) V在法或”"燒杯理液體質(zhì)量m1本數(shù)V21(3) 把燒杯中的部分液體倒入量筒,讀取示數(shù)V等體積代代法)口人一心一H曰(4) 用天堂附得燒杯中到余酒體和燒竹電同其量入m2儀器:石塊、燒林、天平和祛碼、足夠多的水、足夠 2長的細(xì)線(1) 用調(diào)好的天平測(cè)出待測(cè)固體的質(zhì)量mo(2) 將燒杯中盛滿水,用天平測(cè)得燒杯和水的質(zhì)量m

2、1(3) 用細(xì)線系住石塊,使其浸沒在燒杯中,待液體儀器:瀛林后足堪蓼尚涮得昆麟矮廂扃翅轅體、m2 平和祛碼(1) 用調(diào)整好的天平測(cè)得空燒杯的質(zhì)量為m0(2) 將燒杯裝滿水,用天平測(cè)得燒杯和水質(zhì)量為m1(3) 將燒杯中的水倒掉,然后在燒杯中裝滿待測(cè)液體,測(cè)得此時(shí)燒杯和液體的質(zhì)量為 m2三、有量筒,1.固體a、一漂一沉法表達(dá)式:b、(曹沖稱象法)表達(dá)式:c、無天平器材:天平、待測(cè)試管,足夠多的水(1) 在量筒內(nèi)裝有適量白水,讀取示數(shù) V1(2) 將試管開口向上放入量筒, 使其漂浮在水面上, 器材:水%時(shí)H口,卷土2足夠多的水和細(xì)線、石塊、筆或橡 :1)浦3線系震聶沉髓矗震黑內(nèi)讀鬟1廝繇入盛V3 有

3、水的水槽內(nèi),用筆在燒杯上標(biāo)記出液面(2) 取出塑料盒內(nèi)的固體,往里緩慢倒入水,直到量筒內(nèi) 液面達(dá)到標(biāo)記的高度(3) 將燒杯內(nèi)水倒入量筒內(nèi),讀取示數(shù)為V1(4) 在量筒內(nèi)裝有適量的水,示數(shù)為 V2,然后通過細(xì)線將 器材:量筒、待測(cè)固體、足夠的水和細(xì)線、木塊或塑 料盒固體放入液體內(nèi),測(cè)得此時(shí)示數(shù)為V3公式:3.液體a、等浮力法公式:器材:量筒、足夠的水、待測(cè)液體、密度較小的固體(1) 量筒內(nèi)裝有體積為V1的水(2) 將一密度較小的固體放入水中,測(cè)得體積為V2(3) 在量筒內(nèi)裝入適量的液體,測(cè)得體積為V3(4) 再將固體放入該液體內(nèi),測(cè)得體積為V4b、(曹沖稱象法)表達(dá)式:四、只有彈簧測(cè)力計(jì)1.固體

4、(雙提法)表達(dá)式:2.液體(三提法)表達(dá)式:五、只有刻度尺1. 土密度計(jì)法表達(dá)式:器材:小燒杯、水槽、量筒、待測(cè)液體、足夠的水(1) 在小燒杯中倒入適量的水,然后將小燒杯放入 一個(gè)水槽內(nèi),標(biāo)記出液面高度(2) 將小燒杯中的水倒入量筒內(nèi)測(cè)得體積為V(3) 將小燒杯放在大燒杯內(nèi),將待測(cè)液體緩慢的倒 入小燒杯內(nèi),直到水槽內(nèi)液面上升到標(biāo)記處(4) 將小燒杯內(nèi)的待測(cè)液體倒入量筒內(nèi)測(cè)得體積為器材:彈簧V2力計(jì)、燒杯、足夠的水和細(xì)線、石塊(1) 用細(xì)線系住石塊,用調(diào)整好的彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得石塊的重力G)(2) 用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛著固體,將其完全浸沒在盛有 水的燒杯內(nèi),此時(shí)示數(shù)為 F器材:彈簧測(cè)力計(jì)、待測(cè)液體、石塊

5、、燒杯、足夠多 的水和細(xì)線(1) 用細(xì)線系住石塊,用調(diào)整好的彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得金屬塊白重力G0(2) 將燒杯中裝入足夠多的水,用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛 著金屬塊浸沒在水中,不觸及燒杯側(cè)壁和底部,此時(shí)示數(shù)為F1(3) 將燒杯中裝入足夠多的待測(cè)液體,用彈簧測(cè)力 計(jì)懸掛著石塊浸沒在待測(cè)液體中,不觸及燒杯側(cè)壁和底部,此時(shí)示數(shù)為 F2器材:刻度尺,燒杯、足夠的水和待測(cè)液體、粗細(xì)均勻的塑料棒或木棒,足夠的金屬絲(1) 取粗細(xì)均勻的木棒,用刻度尺測(cè)量其長度h,底部纏上足夠的金屬絲(2) 燒杯中裝入足夠多的水,將木棒放入燒杯內(nèi)豎直漂浮,用刻度尺測(cè)量露出水面的高度h1(3) 倒掉燒杯中的水,裝入足夠多的待測(cè)液體,將木棒放入

6、燒杯內(nèi),使其豎直漂浮,用刻度尺測(cè)量露出液面的高度 h22.等壓強(qiáng)法器材:玻璃管、橡皮膜和細(xì)線、燒杯、足夠多的水和待測(cè)液體、表達(dá)式:刻度尺(1) 使用刻度尺測(cè)出試管的長度 h,通過細(xì)線用橡皮膜將玻璃 管一端密封住(2) 玻璃管內(nèi)部裝有適量的待測(cè)液體,用刻度尺測(cè)量液面高度為h1 ,緩慢浸入盛有水的燒杯內(nèi),直至橡皮膜水平3.浮力法測(cè)得玻Him面標(biāo)和摭、待測(cè)固體、水槽、刻度尺表達(dá)式:(1)使一空燒杯懸浮在水槽內(nèi),用刻度尺測(cè)得液面的高度h1(2) 將待測(cè)固體放在燒杯內(nèi),測(cè)得液面高度h2六、天平+浮力法表達(dá)式:(3) 將固體取出通過細(xì)線直接放入水槽內(nèi),測(cè)h3器材:天平和祛碼、待糊固體、燒杯、足夠的水和細(xì)線

7、(1) 用調(diào)節(jié)好的天平,測(cè)得待測(cè)固體的質(zhì)量m1(2) 把盛有液體的燒杯放在天平上測(cè)量,此時(shí)天平示數(shù)為m2(3) 用細(xì)線使待測(cè)物體浸沒在水中,此時(shí)天平 密度測(cè)量方法的示數(shù)m3一、測(cè)固體密度基本原理:p =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 )、往量筒中注入適量水,讀出體積為Vi,3 )、用細(xì)繩系住金屬塊放入量筒中,浸沒,讀出體積為V2O表達(dá)式:p =m/(V 2-Vi)測(cè)固體體積:不溶于水密度比水大排水法測(cè)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(cè)物體容易整型,如土豆、橡皮泥,可把它們整型成

8、正方體、長方體等,然后用刻度尺測(cè)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(cè)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、鐐子、玻璃棒,利用上述器材可有多種測(cè)量方法。請(qǐng)你答出兩種測(cè)量方法,要求寫出(1)測(cè)量的主要步驟及所測(cè)的物理量。(2)用測(cè)得的物理量表示密度的式子。飽和溶液法:方案一:用天平測(cè)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(dòng)量筒,使白沙糖表面變平,記下白沙糖和方糖的總體積Vi,用鐐子取出方糖,再次晃動(dòng)量筒,使白沙糖表面變平,記下白沙糖的體積V2,則mViV2方案二:用天平測(cè)出糖塊的

9、質(zhì)量。用橡皮泥將糖塊包好放入水中,測(cè)出水、橡皮泥、糖塊的總體積Vi,取出糖水,測(cè)出水和橡皮泥的體積 V2,算出糖塊體積 V=V-V2。利用公式算出糖塊密度。方案三:用天平測(cè)出 3塊方糖白質(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(dòng)制成白沙糖的飽和溶液,記下飽和溶液的體積 Vi,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V Vi方案四:用天平測(cè)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(jì)算出糖塊的密度。2.浮力法一一彈簧秤器材:彈簧秤、金屬塊、水、細(xì)繩步驟:i)、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

10、簧秤稱出金屬塊在水中的視重G;表達(dá)式:p =Gp水/(G-G/)例:不準(zhǔn)用量筒,測(cè)量工具只用彈簧秤,如何測(cè)量某個(gè)小石塊的密度。寫出你的測(cè)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(cè)定小石塊的體積。如果知道利用彈簧秤可以測(cè)定小石塊在水中受到的浮力,然后運(yùn)用阿基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(cè)量方法僅適用于被測(cè)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(dòng)中, 指導(dǎo)教師在實(shí)驗(yàn)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(qǐng)你設(shè)計(jì)

11、一套方案來測(cè)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(cè)量工具只用彈簧秤,如何測(cè)定某一塑料塊的密度(p 塑料v p水)。你可以選用任何簡(jiǎn)便器材, 但不能選用其它測(cè)量工具。想一想,設(shè)計(jì)出理想可行的測(cè)定方案,并寫出測(cè)定塑料塊密度的表達(dá)式。例2和例3的共同之處是被測(cè)物體的密度均小于水的密度,且測(cè)量工具都是只能用一種一一彈簧秤。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(huì)下沉,而塑料塊不吸水。牛z測(cè)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i的方法,就

12、可得到粉筆密度的表達(dá)占 占式。測(cè)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。可行的辦法是用 工 工細(xì)線把塑料塊與某一金屬塊捆在一起,使其能下沉。測(cè)定方法仍類似于例i,但首先必須用阿 |立| |十|基米德原理測(cè)定該金屬塊的體積。(分兩次實(shí)驗(yàn)或用二階法)【小燕想測(cè)粉筆的密度,它的質(zhì)量可用天平直接測(cè)量,但因?yàn)榉酃P的吸水性很強(qiáng),不能用排水法測(cè)量。你能幫她想出 辦法測(cè)粉筆的體積嗎答:可用粉末代替水。把適當(dāng)?shù)姆勰┘尤肓客?,量出其體積再把粉筆完全埋入粉末中,量出其體積 ,則粉筆的體積就是V2-Vlo (其他方法可行的同樣給分) 例:工作中需要側(cè)一個(gè)不太重實(shí)心合金球的密度,由于條件有限只能找

13、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(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)方案測(cè)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(cè)出另外一種液體的密度。p=(L1-L0/L1-L2)* p 水3浮力法一一天平器材:天平、金屬塊、水、細(xì)繩步驟:1)往燒杯裝滿水,放在天平上稱出質(zhì)量為mi;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)量為皿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R3o表達(dá)式:p =p 水(m2-m3)/(m i-m3)例:給你一臺(tái)已調(diào)好了的天平(帶祛碼)和一個(gè)盛滿水的小燒杯

14、,只用這些器材(不使用任何其它輔助工具)測(cè)出一紙包金屬顆粒的密度。要求:寫出實(shí)驗(yàn)步驟和計(jì)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(diǎn)是如何測(cè)量金屬顆粒的體積,唯一的思路是如何用天平測(cè)與金屬顆粒等體積水的質(zhì)量,因?yàn)樾M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、及燒杯溢出水后的質(zhì)量,所以根據(jù)阿基米德原理,可計(jì)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(cè)出小石塊的密度寫出實(shí)驗(yàn)步驟及石塊密度表達(dá)式分析:要測(cè)出石塊的密度,應(yīng)先測(cè)出石塊的質(zhì)量和體積,質(zhì)量可以用天平測(cè)量,由于沒有量筒,體積不能直接測(cè)量,石塊體積

15、應(yīng)利用其它現(xiàn)有儀器進(jìn)行特殊測(cè)量解答:1.用天平測(cè)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(cè)出它們的質(zhì)量m.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(cè)出它們的質(zhì)量 優(yōu)5 .石塊密度:例:某同學(xué)做用天平和量筒測(cè)石塊的密度實(shí)驗(yàn)。器材有天平、祛碼、量筒、石塊、燒杯、水、和細(xì)線。由于在實(shí)驗(yàn)中,不小心把量筒碰碎,實(shí)驗(yàn)仍要繼續(xù)進(jìn)行,你能幫他測(cè)石塊的體積嗎請(qǐng)把你的做法寫出來。(大連市1999中考試題)測(cè)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M,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

16、),天平重新平衡后,再記下讀數(shù)M2,則石塊的體積V MM例.有一種密度瓶大家可能沒有見過,但道理很簡(jiǎn)單,如圖所示,它是一個(gè)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(shí),多余的水會(huì)從細(xì)管中溢出,從而保證瓶?jī)?nèi)總?cè)莘e一定.如何用該密度瓶、天 平(含祛碼)及水來測(cè)量米粒的密度甲簡(jiǎn)要寫出操作步驟及計(jì)算表達(dá)式.(1)先用天平測(cè)出適量米粒的質(zhì) m;(2)將瓶注滿水,稱出總質(zhì)量 m;(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(jì)算:被米粒排開水的質(zhì)量 maFm+nr-m2; V排=(m+m-m?)/ p水;mm m水米粒的密度二10g,裝滿水后,

17、瓶和水的總質(zhì)量VV排m m1 m2例:實(shí)驗(yàn)中有一種瓶子專用于測(cè)定液體的密度,這種瓶子叫密度瓶。若瓶子的質(zhì)量是是20g,裝滿油后,油和瓶的總質(zhì)量是18g,求這種油的密度。答案 x103kg/m34.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:p =p 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(cè)定一小木塊的密度寫出你的測(cè)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

18、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(cè)得木塊排開水的體積, 所以,通過推導(dǎo)計(jì)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(cè)得木塊的密度。如果被測(cè)物體在水中下沉,用量筒可直接測(cè)物體的體積, 而如何用量筒來測(cè)物體的質(zhì)量, 則成為命題的熱點(diǎn)。解決問題的關(guān)鍵是如何想辦法使在水中下沉的物體處于漂浮,從而能求出被測(cè)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(gè)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(cè)出橡皮泥的密度, 小華細(xì)想后感到有困難,相

19、信你有辦法 完成該實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)你幫她設(shè)計(jì)一種方案及用測(cè)得的物理量計(jì)算橡皮泥密度的表達(dá)式。(因?yàn)橄鹌つ嗟男螤羁梢愿淖?,只要想到可將橡皮泥做成船形,使其漂浮于水面,則可測(cè)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(cè)定 一只大小合適的土豆的密度。寫出你的測(cè)量方法步驟,并推導(dǎo)土豆密度的表達(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(cè)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(jì)算土豆的質(zhì)量。其實(shí),更方便的方法是, 將 量筒內(nèi)

20、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(duì)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(duì)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(diǎn),只不過此測(cè)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(cè)一小金屬 塊的密度不準(zhǔn)用其它任何器材,寫出你的測(cè)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。

21、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)式為巴,!.)V3 Vi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(cè)出制成該試管的玻璃的密度。請(qǐng)你寫出實(shí)驗(yàn)步驟和玻璃密度的表達(dá)式。(問題的難點(diǎn)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) Vi;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)

22、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) V3o此題可以說是橡 皮泥的變形題式。)例:如何用量筒測(cè)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(gè)底端固定一鐵塊的量筒(量筒放入水中能豎直漂浮)。請(qǐng)利用上述器材測(cè)定小金屬塊的密度。( 1)寫出主要操作步驟及所測(cè)物理量。( 2)根據(jù)測(cè)得的物理量,計(jì)算小金屬塊密度的表達(dá)式。此題的難點(diǎn)仍是如何利用改進(jìn)的量筒測(cè)物體的質(zhì)量,測(cè)量方法類似于例6 談到的粗測(cè)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

23、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(cè)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(shí)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(shí)深度的挖掘和對(duì)嚴(yán)謹(jǐn)性的追求,輕與生活的廣泛聯(lián)系和社會(huì)問題的關(guān)注,等等這些對(duì)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(duì)物理教育思想、內(nèi)容和方法加以深度的變革外,物理實(shí)驗(yàn)的變革也勢(shì)在必行,為糾正這種偏差的實(shí)驗(yàn)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,

24、讓其漂浮,用刻度尺測(cè)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(cè)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(cè)出水的高度h3.表達(dá)式:p =p 水(h2-h1)/(h3-h1)例: 一圓柱形實(shí)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:所以,只需要用刻度尺測(cè)出圓柱體的高H和露出水面的長度 h即可求出p物。例: 小東和小陽準(zhǔn)備在家里測(cè)量一個(gè)小石塊的密度,但沒有天平和量筒。他們想到了化學(xué)實(shí)驗(yàn)課上使用的滴管。他們先自制了一個(gè)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

25、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(cè)小石塊的密度。( 1)他們測(cè)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(cè)石塊質(zhì)量的方法是:把石塊放入小塑料瓶中,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(cè)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

26、度計(jì):器材:雞蛋、密度計(jì)、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(jì)攪拌,直至雞蛋漂浮,用密度計(jì)測(cè)出鹽水的密度即等到于雞蛋的密度;例:測(cè)量血液的密度有一種方法:現(xiàn)在幾個(gè)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(gè)試管中滴進(jìn)一滴血液, 分析人員只要看到哪一個(gè)管中血液懸浮其中就能判斷血液 的密度。根據(jù)上述啟發(fā),利用天平(含祛碼),量筒,燒杯,水,玻璃棒和食鹽設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)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(shí)驗(yàn)步驟:1)用天平測(cè)出燒杯質(zhì)量記為 m。2)把此花生放入燒杯

27、,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m>o4)把水全部倒入量筒,測(cè)出水的體積記為V。表達(dá)式:p 花生=(m2-mi)/V 。7杠桿平衡法一一刻度尺一個(gè)裝有適量水例:在一次物理興趣小組活動(dòng)過程中,老師給同學(xué)們?nèi)缦缕鞑模阂话衙壮摺?的燒杯、幾根細(xì)線、一個(gè)不知質(zhì)量的祛碼、一個(gè)小石塊、老師要求同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)一種方案,測(cè)定小石塊的密度。小明聽后,沉思片刻說道: “如果祛碼的質(zhì)量已知,就好辦了。 ” 一定要知 道祛碼的質(zhì)量嗎相信你一定有辦法,請(qǐng)你寫出測(cè)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

28、兩端分別懸掛小石塊和祛碼,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(cè)定組成實(shí)心金屬球金屬的密度。如圖 14所示,杠桿的重力忽略不計(jì),請(qǐng)你將下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。(1)將金屬球掛在杠桿的 A段,將鉤碼懸掛在 B點(diǎn),杠桿在水平位置平衡。(2)將金屬球沒入水中,此時(shí)將鉤碼移動(dòng)到C點(diǎn),杠桿仍在水平位置平衡。(3)用刻度尺測(cè)量 AO的長度為L1;(4) , ;AC B(5)金屬密度的表達(dá)式為 。(3分) I <1 O例:一根長1米左右,粗細(xì)均勻的細(xì)木棒,一個(gè)已知質(zhì)量為m的祛碼,一把刻度尺,還有些細(xì)繩和一

29、支鉛筆,只用這些器材測(cè)出這根系棒的質(zhì)量。液體的密度:1。常規(guī)法:器材:燒杯、量筒 、天平、待測(cè)液體步驟:1)、用天平稱出燒杯的質(zhì)量 M;2)、將待測(cè)液體倒入 燒杯中,測(cè)出總質(zhì)量 M;3)、將燒杯中的液體倒入量筒中,測(cè)出體積 V。計(jì)算表達(dá):p =(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 M;2)、往燒杯內(nèi)倒?jié)M水,稱出總質(zhì)量 M;3)、倒去燒杯中的水,往燒杯中倒?jié)M待測(cè)液體,稱出總質(zhì)量M3。計(jì)算表達(dá):p =p 水(M3-Mi)/(M 2-M1)例:小李同學(xué)訂了一份牛奶,他想測(cè)出牛奶的密度,但他手邊只有一個(gè)空酒杯或一次性塑料 杯,一臺(tái)電子秤,足量的水,你能

30、幫他設(shè)計(jì)方案完成任務(wù)嗎分析:題目中,沒有量筒,不能直接測(cè)出牛奶的體積,但有一個(gè)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(shí),與成正比,即,用電子秤分別測(cè)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(cè)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(cè)液體中,用彈簧秤稱出小石塊的視重G (09朝陽二模)某老師上課時(shí)作如圖所示的實(shí)驗(yàn)。愛動(dòng)腦筋且善于動(dòng)手的小陽同學(xué),當(dāng)即悟到對(duì)此實(shí)驗(yàn)裝置稍作改造進(jìn)可以測(cè)出其他液體的密度。(1)小陽對(duì)該套裝置進(jìn)行簡(jiǎn)易的改進(jìn),在玻璃筒

31、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(gè)端口并將其浸在水中一定深度hl,然后往玻璃管里倒入待測(cè)液體當(dāng)塑料片恰好脫落時(shí),記下待測(cè)液體在管中的深度h2o請(qǐng)推導(dǎo)出待測(cè)液體的密度表達(dá)式:p 液=。例:如圖所示,是一個(gè)測(cè)液體密度的裝置(又稱海爾密度計(jì)),A容器裝水,B容器裝待測(cè)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(huì)自動(dòng)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(cè)液體、刻度尺 步驟:1)、將適量水倒入 U形管

32、中; 2)、將待測(cè)液體從 U形管的一個(gè)管口沿壁緩慢注入。3)、用刻度尺測(cè)出管中水的高度hi,待測(cè)液體的高度h2.(如圖)計(jì)算表達(dá):P=P 水h1/h2 (注意:用此種方法的條件是:待測(cè)液體不溶于水,待測(cè)液體的密度小于水的密度 ) 例:現(xiàn)有透明塑料管連接著的兩根玻璃管及鐵架臺(tái),米尺,滴管和足夠的水,用這些器材可以測(cè)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(gè)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(cè)液體,從待測(cè)液體和水分界處的水平面向上分測(cè)出兩管中液柱的高度h油和h水。 6、 密度計(jì)法: 器材:密度計(jì)、待測(cè)液體方法:將密度計(jì)放入待測(cè)液體

33、中,直接讀出密度眾所周知彈簧秤是用來測(cè)量力的,但加以輔助器材就可以測(cè)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(duì)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力的要求也越來越高,把彈簧秤改造成直接測(cè)量密度裝置的題目在各類物理競(jìng)賽也經(jīng)常出現(xiàn),這類題目對(duì)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(cè)密度實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。一、 測(cè)量固體的密度 原理:用彈簧秤測(cè)物體的重力, 進(jìn)而求出物體的質(zhì)量; 用彈簧秤測(cè)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(duì)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

34、邊發(fā)現(xiàn)一種礦石,為確定礦石的成份需測(cè)定礦石的密度,可他隨身只帶有一只彈簧秤,請(qǐng)你為他設(shè)計(jì)一種測(cè)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(cè)量其重力為G再把礦石樣品浸入水中,測(cè)出彈簧秤對(duì)它的拉力為 F。則:礦石樣品的質(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(cè)量液體的密度原理:用彈簧秤測(cè)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(cè)量食用油的密度解答:1、用彈簧秤測(cè)量出鉤碼的重力為G2、用彈簧秤測(cè)量出鉤碼浸沒在水中時(shí)彈簧秤對(duì)鉤碼

35、的拉力為FK3、用彈簧秤測(cè)量出鉤碼浸沒在食用油中時(shí)彈簧秤對(duì)鉤碼的拉力為F2。則:鉤碼浸沒在水中時(shí)受到的浮力為:G - F1鉤碼浸沒在食用油中時(shí)受到的浮力為:G -F2食用油的密度為:三、把彈簧秤改裝為“密度計(jì)”從上例中我們看出,彈簧秤輔以簡(jiǎn)單的器材就可以測(cè)量液體的密度,我們可以對(duì)彈簧秤進(jìn)行簡(jiǎn)單的改造,使其能夠直接測(cè)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(gè)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(shí),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

36、浸入水中,此時(shí)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(cè)液體中,讀出彈簧秤指針?biāo)鶎?duì)應(yīng)密度標(biāo)尺上的數(shù)字,即為待測(cè)液體的密度,單位是克/厘米3 (或103千克/米3)。測(cè)量范圍:待測(cè)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(cè)密度的題目很多,但都不外乎上述幾種情況, 只要我們

37、掌握用彈簧秤測(cè)密度的原理,具體問題就迎刃而解了歷年密度實(shí)驗(yàn)題1. (05年中考)小東同學(xué)想測(cè)出液體 B的密度,他手邊只有:一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)、一根細(xì)繩、 一個(gè)小石塊、兩個(gè)燒杯和足量的水。小東同學(xué)根據(jù)這些器材設(shè)計(jì)下面的實(shí)驗(yàn)步驟,但不完整。請(qǐng)你將小東的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)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(gè)燒杯中;2) ;3)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出小石塊浸沒在水中受到的拉力F;4) ; 根據(jù)小東測(cè)量的物理量表示出液體B的密度:p B= 。練習(xí)用如下器材:彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩、石子、燒杯、水、奶。測(cè)量p 石、p奶2. (07年中考)小紅在海邊拾到一塊漂亮的小石塊,她想測(cè)出小石塊的密度。小紅利用一 架

38、托盤天平、一個(gè)燒杯、適量的水和細(xì)線設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量小石塊密度的實(shí)驗(yàn)方案,以下是她設(shè)計(jì)的部分實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)你按照小紅的實(shí)驗(yàn)思路,將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。(1)用調(diào)節(jié)好的天平稱出小石塊的質(zhì)量m;(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mt;(3) ,在天平右盤添加適量的祛碼,移動(dòng)游碼,天平平衡后,祛碼與游碼的總示數(shù)為m3;(4)已知水的密度,利用上述測(cè)量出的物理量和已知量計(jì)算小石塊密度:p石=。3. (08東城一摸)實(shí)驗(yàn)桌上有如圖所示的下列器材,請(qǐng)你利用這些器材,測(cè)出小金屬塊的 密度。寫出實(shí)驗(yàn)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(cè)力計(jì)下,然后又將此礦石浸沒在

39、水中,測(cè)力 計(jì)兩次示數(shù)分別如圖所示。1)礦石受到浮力的大小為 F=。32)礦石的留度p = kg/m 。5. (08朝陽二模)某老師上課時(shí)作如圖所示的實(shí)驗(yàn)。愛動(dòng)腦筋且善于動(dòng)手的小陽同學(xué),當(dāng) 即悟到對(duì)此實(shí)驗(yàn)裝置稍作改造進(jìn)可以測(cè)出其他液體的密度。(1)小陽對(duì)該套裝置進(jìn)行簡(jiǎn)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(gè)端口并將其浸在水中一定深度hl,然后往玻璃管里倒入待測(cè)液體當(dāng)塑料片恰好脫落時(shí),記下待測(cè)液體在管中的深度h2o請(qǐng)推導(dǎo)出待測(cè)液體的密度表達(dá)式:p液=。6. (08宣武一模)小明同學(xué)準(zhǔn)備用“一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)、一個(gè)重錘、兩根質(zhì)量和體積均忽略 不計(jì)的細(xì)線、一個(gè)裝有適量水的燒杯”測(cè)量一個(gè)不規(guī)則小木塊的密度。請(qǐng)你幫他將實(shí)驗(yàn)方案 補(bǔ)充完整。(1) 用細(xì)線系住木塊,掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,記錄彈簧測(cè)力計(jì)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(cè)力計(jì)的示數(shù)F1(3) 。(4) 根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù),計(jì)算木塊浸沒在水中所受的浮力Fs=。(5) 計(jì)算木塊的密度p木=。7. (09朝陽一模)小東和小陽準(zhǔn)備在家里測(cè)量一個(gè)小石塊的密度,但沒有天平和量筒

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