利用浮力知識(shí)測(cè)密度的方法

1、、利用浮力測(cè)固體質(zhì)量的質(zhì)量-6 -原理：根據(jù)物體漂浮在液面上時(shí),F浮=G物=m物g,而F浮=液gV排，只要能測(cè)物體漂浮時(shí)的浮力，通過(guò)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(cè)物的密度。對(duì)于不能漂浮的物體，要?jiǎng)?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(diǎn)例1請(qǐng)利用一個(gè)量筒和適量的水測(cè)出一玻璃制成的小試管的密度，寫(xiě)出主要實(shí)驗(yàn)步驟和玻璃密度表達(dá)式。分析：有量筒和水易測(cè)出試管的體積，要測(cè)其密度關(guān)鍵是如何通過(guò)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(shí)驗(yàn)步驟：（如下圖）（1）在量筒中倒入適量水，記下水面對(duì)應(yīng)刻度VO（2

2、）將小試管放進(jìn)量筒使其漂浮，記下水面對(duì)應(yīng)刻度V2o（3）將小試管沉浮在量筒里的水中，記下水面對(duì)應(yīng)刻度V3o表達(dá)式：玻=l' 匚拓展：利用上題中的器材，如何測(cè)出沙子的密度。分析：沙子的密度大于水，要?jiǎng)?chuàng)造條件使其漂?。▽⑸匙臃胚M(jìn)漂浮的試管里），沙子重力等于試管增大的浮力。實(shí)驗(yàn)步驟見(jiàn)圖:表達(dá)式:其實(shí)上題中的試管就相當(dāng)于浮力秤，將被測(cè)物放進(jìn)漂浮的試管，增加的浮力即為被測(cè)物重力，G物=水g（V2-Vl）o “曹沖稱(chēng)象”也是利用這個(gè)原理測(cè)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(duì)于密度大于水的橡皮泥，可做成船狀使其漂浮，測(cè)出V排算出浮力得到質(zhì)量，再使其下沉測(cè)出體積，

3、可算出密度。二、利用浮力測(cè)固體物質(zhì)的體積原理：根據(jù)F浮=、'液gV排得V排=C ，浸沒(méi)時(shí)V排=V物，測(cè)出其浸沒(méi)時(shí)受到的浮力，可計(jì)算物體排開(kāi)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(méi)V排=V物的特點(diǎn)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(xì)線和足量的水，他要測(cè)量一石塊 的密度，請(qǐng)你寫(xiě)出他能用的兩種方法并寫(xiě)出所測(cè)石塊密度的表達(dá)式。分析：用彈簧秤很容易測(cè)出石塊的重力得到質(zhì)量，但由于量筒口徑較小，無(wú)法直接測(cè)出石塊體積。若能測(cè)出其浸沒(méi)時(shí)受到的浮力，根據(jù)F浮=P液gV排得V排= -m浸沒(méi)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(cè)浮力可用稱(chēng)重法和阿基米德原理。實(shí)驗(yàn)步驟：方法一：（1）用彈簧秤測(cè)出石塊的重力 G;（2）將掛在彈簧下的石塊浸沒(méi)水中（不能碰到容器底），記下此時(shí)彈簧秤示數(shù)G ；石塊密度表達(dá)式:石='：方法二：（1）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出石塊重力（2）在溢水杯中裝滿水后把石塊浸沒(méi)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(dá)式： J水=匕利用浮力測(cè)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(cè)液體密度。方法：等量代換 公式變形 稱(chēng)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(jiàn)測(cè)量工具，測(cè)

5、出了牛奶的密度，請(qǐng)寫(xiě)出實(shí) 驗(yàn)步驟和牛奶密度表達(dá)式。分析：此題顯然用稱(chēng)質(zhì)量測(cè)體積的方法不能測(cè)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(cè)密 度。根據(jù)F浮=由F浮=液gV排可知，只要測(cè)出木塊漂浮在牛奶液面時(shí)受到的浮力和排開(kāi)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(cè)出木塊漂浮在兩液面時(shí)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(kāi)兩液體體積的關(guān)系，就可算出待測(cè)液體的的密度。木塊漂浮時(shí)V排=Sh浸，用一刻度尺分別測(cè)出木塊漂浮在牛奶和水面時(shí)浸入（或露出）液面長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)步驟：(1) 在量筒中裝適量的水記下體積為V(2) 將木塊放進(jìn)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(jìn)量筒中使其漂浮在液面記下示數(shù)為Vlv-v牛奶密度表達(dá)式： 奶= 一方法一：器材 水牛奶刻度尺正方體木塊實(shí)驗(yàn)步驟:(1) 用刻度尺測(cè)出正方體木塊的邊長(zhǎng)為a(2) 將木塊放在水中漂浮，用刻度尺測(cè)出其露出水面的長(zhǎng)度Li(3) 再將木塊放在牛奶中漂浮，用刻度尺測(cè)出其露出液面的長(zhǎng)度L2 牛奶密度表達(dá)式：拓展：1 第二種方法中的木塊相當(dāng)于“密度計(jì)”，它在不同液體中都漂浮所受浮力一定，

7、液體密度與排開(kāi)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(bǔ)充什么測(cè)量工具又如何測(cè)牛奶密度？分析：金屬塊在牛奶中要下沉，可用稱(chēng)重法測(cè)其浸沒(méi)在牛奶中受到的浮力，再用稱(chēng)重法測(cè)出其浸沒(méi)在水中受到的浮力，兩次排開(kāi)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(shí)驗(yàn)步驟：1 用彈簧秤稱(chēng)出金屬塊的重力記為G2 將金屬塊全部浸沒(méi)在水中記下彈簧秤示數(shù)G3 再將金屬

8、塊全部浸沒(méi)在牛奶中記下彈簧秤示數(shù)GG-G2牛奶密度表達(dá)式：奶=利用懸浮測(cè)物體密度原理：懸浮時(shí)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(jì)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量一?；ㄉ?密度略大于水) 的密度。分析：雖有天平但無(wú)法測(cè)出一?；ㄉ椎馁|(zhì)量，常規(guī)方法不能測(cè)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(cè)出鹽水的密度即為花生米的密度。實(shí)驗(yàn)步驟略。測(cè)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(cè)定物質(zhì)的密度是初中物理一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，基本儀器為天平和量

9、筒，而很多測(cè)定物質(zhì)密度的實(shí)驗(yàn)往往只給 上述一種儀器，甚至一種也沒(méi)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(shí)F 浮=G物，浸沒(méi)時(shí)V排=V物的特點(diǎn)，結(jié)合浮力知識(shí)和公式變形，此類(lèi)問(wèn)題便迎刃而解。利用浮力知識(shí)測(cè)密度種種1、只用彈簧秤和水測(cè)小石塊的密度，進(jìn)而測(cè)鹽水的密度：用彈簧秤在空氣中測(cè)出小石塊的重量 G=4N將小石塊沒(méi)入水中測(cè)出此時(shí)示數(shù) G'=3N;將小 石塊沒(méi)入鹽水水中測(cè)出此時(shí)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(jìn)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(jìn)而得P鹽水=(G-G")G P石=(4N-2.9N)4N 4gcm3=1.1gcm3.注意：小石塊沒(méi)入水中時(shí)不能碰到杯底。2、只用桿秤和水測(cè)鐵塊的密度:用桿秤在空氣中測(cè)出小石塊的質(zhì)量m將鐵塊沒(méi)入水中測(cè)出此時(shí)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(jìn)而得 P 鐵=m(m-m') P 水3、只用量筒和水測(cè)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(jìn)水， 并使其浮在水面上，記下此時(shí)示數(shù) V2;再設(shè)法把小酒杯沉入水下，記下此時(shí)的示數(shù) V3.從而計(jì)算 出玻璃的密度P =(V2-V1) P水/(V3-V1).4、用量筒、水和試管測(cè)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(jìn)水，并使其浮在 水面上，記下此時(shí)示數(shù) V1=30cm3把被測(cè)物體放入試管中，使試管仍浮于水面，記下此時(shí)示數(shù) V2=60cm3再設(shè)法把被測(cè)物體投入量筒里，并仍使小試管浮于水面，記下此時(shí)的示數(shù)V3=40cm3.從 而計(jì)算出被測(cè)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(cè)柱形實(shí)心漂