利用浮力知識測密度的方法

1、、利用浮力測固體質(zhì)量的質(zhì)量-6 -原理：根據(jù)物體漂浮在液面上時,F浮=G物=m物g,而F浮=液gV排，只要能測物體漂浮時的浮力，通過等量代換就能間接算出物體的質(zhì)量，然后根據(jù)"=mv ,求得待測物的密度。對于不能漂浮的物體，要創(chuàng)造條件使其方法：等量代換 公式變形 充分利用漂浮F浮=G物的特點例1請利用一個量筒和適量的水測出一玻璃制成的小試管的密度，寫出主要實驗步驟和玻璃密度表達式。分析：有量筒和水易測出試管的體積，要測其密度關(guān)鍵是如何通過等量代換找出質(zhì)量?？赵嚬苣芷≡谒嫔螰 浮=G物，算出浮力就知道重力和質(zhì)量。實驗步驟：（如下圖）（1）在量筒中倒入適量水，記下水面對應(yīng)刻度VO（2

2、）將小試管放進量筒使其漂浮，記下水面對應(yīng)刻度V2o（3）將小試管沉浮在量筒里的水中，記下水面對應(yīng)刻度V3o表達式：玻=l' 匚拓展：利用上題中的器材，如何測出沙子的密度。分析：沙子的密度大于水，要創(chuàng)造條件使其漂?。▽⑸匙臃胚M漂浮的試管里），沙子重力等于試管增大的浮力。實驗步驟見圖:表達式:其實上題中的試管就相當于浮力秤，將被測物放進漂浮的試管，增加的浮力即為被測物重力，G物=水g（V2-Vl）o “曹沖稱象”也是利用這個原理測質(zhì)量，使船兩次浸入水中的深度相同，所受浮力相同，于是大象重 等于石頭重。對于密度大于水的橡皮泥，可做成船狀使其漂浮，測出V排算出浮力得到質(zhì)量，再使其下沉測出體積，

3、可算出密度。二、利用浮力測固體物質(zhì)的體積原理：根據(jù)F浮=、'液gV排得V排=C ，浸沒時V排=V物，測出其浸沒時受到的浮力，可計算物體排開液體 的體積，即為物體體積。方法：等量代換公式變形 充分利用浸沒V排=V物的特點例2小新能利用的器材有：彈簧秤、大口溢水杯、口徑較小的量筒、細線和足量的水，他要測量一石塊 的密度，請你寫出他能用的兩種方法并寫出所測石塊密度的表達式。分析：用彈簧秤很容易測出石塊的重力得到質(zhì)量，但由于量筒口徑較小，無法直接測出石塊體積。若能測出其浸沒時受到的浮力，根據(jù)F浮=P液gV排得V排= -m浸沒V排=V物可得石塊體積。然后根據(jù) = ；'可算出石塊密度。有彈

4、簧秤、溢水杯、量筒，測浮力可用稱重法和阿基米德原理。實驗步驟：方法一：（1）用彈簧秤測出石塊的重力 G;（2）將掛在彈簧下的石塊浸沒水中（不能碰到容器底），記下此時彈簧秤示數(shù)G ；石塊密度表達式:石='：方法二：（1）用彈簧測力計測出石塊重力（2）在溢水杯中裝滿水后把石塊浸沒在水中，G用量筒收集溢出的水，記下量筒中水的體積 v（即為石塊體積）石塊密度的表達式： J水=匕利用浮力測液體密度原理：由F浮=液gV排得液=卜，只要找出相應(yīng)的 V物、F浮，即可求出待測液體密度。方法：等量代換 公式變形 稱重法、原理法、平衡法求浮力例3某同學(xué)用一密度比水和牛奶都小的正方體木塊和一種常見測量工具，測

5、出了牛奶的密度，請寫出實 驗步驟和牛奶密度表達式。分析：此題顯然用稱質(zhì)量測體積的方法不能測出牛奶密度。木塊能漂浮在兩液面上，易聯(lián)想到利用浮力測密 度。根據(jù)F浮=由F浮=液gV排可知，只要測出木塊漂浮在牛奶液面時受到的浮力和排開液體的體積，就能算出牛奶密度。而木塊既能在牛奶中漂浮又能在水中漂浮，兩次所受浮力相等。用量筒易測出木塊漂浮在兩液面時的V嘉 Q濃抵 %心排可得浮力，所以奶=JH= 打 =：。從上式中發(fā)現(xiàn)只要找出排開兩液體體積的關(guān)系，就可算出待測液體的的密度。木塊漂浮時V排=Sh浸，用一刻度尺分別測出木塊漂浮在牛奶和水面時浸入（或露出）液面長F暉即曲哎k桶C度，也能得到兩次 V排間的關(guān)系，

6、奶=J il =r =二方法一：器材水 牛奶量筒正方體木塊實驗步驟：(1) 在量筒中裝適量的水記下體積為V(2) 將木塊放進量筒中使其漂浮在水面記下示數(shù)為V(3) 將量筒中的水倒掉再裝適量的牛奶記下體積為V2(4) 把木塊放進量筒中使其漂浮在液面記下示數(shù)為Vlv-v牛奶密度表達式： 奶= 一方法一：器材 水牛奶刻度尺正方體木塊實驗步驟:(1) 用刻度尺測出正方體木塊的邊長為a(2) 將木塊放在水中漂浮，用刻度尺測出其露出水面的長度Li(3) 再將木塊放在牛奶中漂浮，用刻度尺測出其露出液面的長度L2 牛奶密度表達式：拓展：1 第二種方法中的木塊相當于“密度計”，它在不同液體中都漂浮所受浮力一定，

7、液體密度與排開液體體 %金積成反比(M )。2 若一物體漂浮在液面上，根據(jù)F浮=J液gV排=G物=C物gV物，只要知道V排和V物的關(guān)系，已知液可求物, 已知物可求液，即漂浮體浸入液體的體積占總體積的幾分之幾，漂浮體的密度就是液體密度的幾分之幾。變形：若將上題中的木塊換成金屬塊，則要補充什么測量工具又如何測牛奶密度？分析：金屬塊在牛奶中要下沉，可用稱重法測其浸沒在牛奶中受到的浮力，再用稱重法測出其浸沒在水中受到的浮力，兩次排開液體的體積相等，根據(jù)液=卜即可得出牛奶密度。器材：水 牛奶 彈簧秤 金屬塊實驗步驟：1 用彈簧秤稱出金屬塊的重力記為G2 將金屬塊全部浸沒在水中記下彈簧秤示數(shù)G3 再將金屬

8、塊全部浸沒在牛奶中記下彈簧秤示數(shù)GG-G2牛奶密度表達式：奶=利用懸浮測物體密度原理：懸浮時J物=、液方法：等量代換例4利用天平(含砝碼)、量筒、燒杯、水、鹽、玻璃棒設(shè)計實驗，測量一粒花生米(密度略大于水) 的密度。分析：雖有天平但無法測出一?；ㄉ椎馁|(zhì)量，常規(guī)方法不能測出其密度。配制一定密度的鹽水恰好使花生米懸浮，則花生米的密度等于鹽水的密度。再用天平、量筒測出鹽水的密度即為花生米的密度。實驗步驟略。測血液的密度亦是利用這一原理，即先配好不同密度的硫酸銅溶液，然后將血液分別滴入到各種硫酸銅溶 液中，若血液懸浮，則血液密度等于該溶液密度。測定物質(zhì)的密度是初中物理一個重要實驗，基本儀器為天平和量

9、筒，而很多測定物質(zhì)密度的實驗往往只給 上述一種儀器，甚至一種也沒有，而代以水和其他器材，這就需要利用浮力尋找合適的方法代換未知量，抓住漂 浮時F 浮=G物，浸沒時V排=V物的特點，結(jié)合浮力知識和公式變形，此類問題便迎刃而解。利用浮力知識測密度種種1、只用彈簧秤和水測小石塊的密度，進而測鹽水的密度：用彈簧秤在空氣中測出小石塊的重量 G=4N將小石塊沒入水中測出此時示數(shù) G'=3N;將小 石塊沒入鹽水水中測出此時示數(shù) G"=2.9N.根據(jù)G-G'= P水gV,和G=P石gV ,得(G-GyG= P水 / P 石，進而得 P 石=G(G-G') P 水=4N(4N-

10、3N) P 水=4gcm3.再根據(jù) G-G"= 鹽水 gV,和 G=P石gV ,得(G-G")G= P鹽水/ P石，進而得P鹽水=(G-G")G P石=(4N-2.9N)4N 4gcm3=1.1gcm3.注意：小石塊沒入水中時不能碰到杯底。2、只用桿秤和水測鐵塊的密度:用桿秤在空氣中測出小石塊的質(zhì)量m將鐵塊沒入水中測出此時示數(shù) m'.根據(jù)m-m'=P 水 V,和 m=P 鐵 V ,得(m-m')m= P 水/ P 鐵，進而得 P 鐵=m(m-m') P 水3、只用量筒和水測小酒杯玻璃的密度:迪一二一二二二二一一二-二二 OOO O

11、O5 3 Z 1i r lBr i; 扎SJ-J2zjz33先在量筒里倒入適量的水，記下示數(shù)V1;把小酒杯小心放入量筒里，不要使其內(nèi)部進水， 并使其浮在水面上，記下此時示數(shù) V2;再設(shè)法把小酒杯沉入水下，記下此時的示數(shù) V3.從而計算 出玻璃的密度P =(V2-V1) P水/(V3-V1).4、用量筒、水和試管測物體密度(物體密度比水大)：先在量筒里倒入適量的水，把小試管小心放入量筒里，不要使其內(nèi)部進水，并使其浮在 水面上，記下此時示數(shù) V1=30cm3把被測物體放入試管中，使試管仍浮于水面，記下此時示數(shù) V2=60cm3再設(shè)法把被測物體投入量筒里，并仍使小試管浮于水面，記下此時的示數(shù)V3=40cm3.從 而計算出被測物體的密度 P =(V2-V1) P 水/(V3-V1)=(60-30) P 水/(40-30)=3 P 水=3gcm3.5、用刻度尺和水測柱形實心漂