初中物理測(cè)密度方法

關(guān)于初中物理測(cè)密度方法第1頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

一、天平量筒法

有一塊形狀不規(guī)則的石塊，欲測(cè)量它的密度，所需哪些器材并寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟，并表示出測(cè)量的結(jié)果。

分析：用天平和量筒測(cè)定密度大于水的物質(zhì)的密度，可用排水法測(cè)體積。

實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)器材：天平（砝碼）、量筒、燒杯、滴管、線、水、石塊實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用調(diào)節(jié)好的天平，測(cè)出石塊的質(zhì)量m；（2）在量筒中倒入適量的水，測(cè)出水的體積V1（3）將石塊用細(xì)線拴好，放在盛有水的量筒中，（排水法）測(cè)出總體積V2；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

第2頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)：用天平和量筒測(cè)某種液體的密度。⑴在調(diào)節(jié)天平平衡時(shí)，首先應(yīng)將游碼置于標(biāo)尺左端的________處，然后調(diào)節(jié)__________，使天平的橫梁處于水平平衡。實(shí)驗(yàn)的主要測(cè)量步驟如下：①用天平稱出燒杯和液體的質(zhì)量m1；②從天平上取下燒杯，向量筒中倒入一定體積的液體，如圖1；③用天平稱出燒杯和剩余液體的質(zhì)量m2，如圖2；⑵請(qǐng)將測(cè)量數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果填入表格。燒杯和液體總質(zhì)量m1/g燒杯和剩余液體質(zhì)量m2/g液體體積V/cm3液體密度/gcm3105第3頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、助沉法

有一塊形狀不規(guī)則的蠟塊，測(cè)出它的密度（寫(xiě)出需要的器材、實(shí)驗(yàn)步驟和蠟塊密度的表達(dá)式。）分析：用天平和量筒測(cè)定密度小于水的物質(zhì)的密度，可用助沉法測(cè)體積。實(shí)驗(yàn)器材：天平（砝碼）、量筒、燒杯、細(xì)線、水、蠟塊、鐵塊。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用調(diào)節(jié)好的天平，測(cè)出蠟塊的質(zhì)量m；（2）在量筒中倒入適量的水，先將鐵塊沒(méi)入水中，測(cè)出水和鐵塊的體積V1

（3）將蠟塊和鐵塊用細(xì)線拴好，一起浸沒(méi)在水中（助沉法），測(cè)出水、鐵塊、蠟塊的總體積V2；第4頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

注意：

物質(zhì)的密度比水小，放在量筒的水中漂浮，不能直接用量筒測(cè)出體積。本例中采用的方法是助沉法中的沉錘法，還可以用針壓法，即用一根很細(xì)的針，將物體壓入量筒的水中，忽略細(xì)針在水中占據(jù)的體積，則可用排水法直接測(cè)出物體的體積了。第5頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

小敏家買的某品牌的牛奶喝著感覺(jué)比較稀，因此他想試著用學(xué)過(guò)的知識(shí)測(cè)量這種牛奶的密度。他先上網(wǎng)查詢了牛奶的密度應(yīng)該為1.03g/cm3，然后他找來(lái)一根粗細(xì)均勻的細(xì)木棒，在木棒的表面均勻地涂上一層蠟，并在木棒的一端繞上一段金屬絲(體積不計(jì))，做成了一支“密度計(jì)”，小明又找來(lái)一個(gè)足夠深的盛水容器和一把刻度尺，請(qǐng)你幫助小明利用這些器材設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量牛奶密度的方案。要求寫(xiě)出主要的測(cè)量步驟并推導(dǎo)出計(jì)算牛奶密度的表達(dá)式(有足量的水和牛奶)。三、等浮力法（密度計(jì)）第6頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)原理：漂浮條件、阿基米德原理。實(shí)驗(yàn)器材：刻度尺、粗細(xì)均勻的細(xì)木棒、一段金屬絲、燒杯、水、牛奶。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）將一段金屬絲繞在木棒的一端，制成“密度計(jì)”，用刻度尺測(cè)出其長(zhǎng)度L；（2）將“密度計(jì)”放入盛有水的燒杯中，使其漂浮在水中，用刻度尺測(cè)出“密度計(jì)”露出水面的高度h水；（3）將“密度計(jì)”放入盛有牛奶的燒杯中，使其漂浮在牛奶中，用刻度尺測(cè)出“密度計(jì)”露出牛奶液面的高度h牛。第7頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月因?yàn)椤懊芏扔?jì)”在水中和在牛奶中，均處于漂浮狀態(tài)。因此“密度計(jì)”在水中和在牛奶中受到的浮力都等于“密度計(jì)”的重力。“密度計(jì)”的重力不變，所以兩次浮力相等。即F牛＝F水，根據(jù)阿基米德原理可得：ρ牛gV牛排＝ρ水gV水排ρ牛gSh牛排＝ρ水gSh水排∵h(yuǎn)牛排＝L－h(huán)牛h水排＝L－h(huán)水∴ρ牛(L－h(huán)牛)＝ρ水(L－h(huán)水)

牛奶的密度：注意：

從給定的器材看，即無(wú)量筒，也無(wú)天平，此時(shí)解題的著眼點(diǎn)就不能局限于利用質(zhì)量、體積測(cè)密度。應(yīng)該展開(kāi)豐富的聯(lián)想，而給出“密度計(jì)”，是和浮力有關(guān)的，就要聯(lián)想到利用浮力測(cè)液體的密度。這種利用兩次浮力相等來(lái)測(cè)密度，我們簡(jiǎn)稱為“等浮力法”。第8頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

四、一漂一沉法

小紅家有一個(gè)空心的廢牙膏皮，學(xué)習(xí)了密度知識(shí)后，想利用量筒和水測(cè)定牙膏皮的密度，請(qǐng)你幫她完成下列任務(wù)。（1）寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟；

（2）用所測(cè)量出的物理量寫(xiě)出牙膏皮密度的表達(dá)式。第9頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（甲）（乙）第10頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）實(shí)驗(yàn)步驟：

①在量筒內(nèi)倒入適量的水，記下量筒的示數(shù)為V0；②使空牙膏皮漂浮在量筒中，記下量筒的示數(shù)為V1；③將空牙膏皮卷成團(tuán)，把空氣排除，浸沒(méi)在量筒的水中，記下量筒中的水示數(shù)為V2。（2）牙膏皮密度的表達(dá)式：

這道題運(yùn)用的實(shí)驗(yàn)原理：物體的漂浮條件。所謂“一漂一沉法”，即“一漂”：當(dāng)物體漂浮在液面靜止時(shí)，它受到的浮力等于重力。利用物體漂浮在水中找到重力------得到物體的質(zhì)量；“一沉”：利用物體沉沒(méi)在水中，找到體積，則物體的密度就可以測(cè)得。第11頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)：

如圖在盛有水的量筒中放一個(gè)木塊，水面所對(duì)量筒的示數(shù)為V1，如圖甲；若在木塊上放一石塊后木塊仍漂浮，此時(shí)水面所對(duì)量筒的示數(shù)為V2，如圖乙；若將石塊從木塊上拿下放入水中，水面所對(duì)量筒的示數(shù)為V3，如圖丙。求：石塊的密度。木塊石石V2V3

圖甲

圖乙

圖丙

木塊木塊V1第12頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、彈簧測(cè)力計(jì)法

(雙提法）------測(cè)固體密度

小艷同學(xué)撿到一塊不知名的金屬塊，將它放到水中可以沉沒(méi)，現(xiàn)在，小清同學(xué)想測(cè)出它的密度，但身邊只有一支彈簧秤、一個(gè)燒杯及足量的水，請(qǐng)你幫她想一想，替她設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量金屬塊密度的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟及金屬塊密度的表達(dá)式。第13頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月分析：

這是一道典型的利用浮力知識(shí)測(cè)密度的試題。阿基米德原理的重要應(yīng)用就是已知浮力求體積。它的基本思路就是用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出浮力，利用水的密度已知，求得物體的體積，即可計(jì)算出物體的密度值。實(shí)驗(yàn)原理：阿基米德原理實(shí)驗(yàn)器材：一支彈簧秤、一個(gè)燒杯及足量的水、金屬塊、線。實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）用細(xì)線系住金屬塊，在燒杯中倒入適量的水；（2）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出金屬塊受到的重力G；（3）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出金屬塊浸沒(méi)在水中受到的拉力F。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：ρ金＝第14頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

注意：

利用彈簧測(cè)力計(jì)提著金屬塊測(cè)一次重力；再提著金屬塊測(cè)一次金屬塊在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力。因此簡(jiǎn)稱為雙提法。這一實(shí)驗(yàn)使用的儀器少，操作簡(jiǎn)單，是常用的測(cè)量物體密度的方法。密度的表達(dá)式推導(dǎo)過(guò)程如下：

F?。紾－F拉

V金＝ρ金＝第15頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六、彈簧測(cè)力計(jì)法（三提法）

------測(cè)液體密度

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)線、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)出了下面的實(shí)驗(yàn)步驟：

分析：

雙提法是用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)不溶于水且密度大于水的固體的密度。如果再用彈簧測(cè)力計(jì)提著物體浸沒(méi)在未知液中，就可以測(cè)出未知液體的密度。這就是所謂的“三提法”。第16頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)步驟：

（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）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出小石塊受到的重力G；

（3）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出小石塊浸沒(méi)在水中受到的拉力F；

（4）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出小石塊浸沒(méi)在液體B中受到的拉力F＇；

請(qǐng)根據(jù)小東測(cè)量的物理量表示出液體B的密度：ρB＝

。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：液體B的密度：ρB＝第17頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七、等體積法

利用天平(含砝碼)、刻度尺、燒杯(無(wú)刻度)、適量的水、足量的牛奶、細(xì)線。測(cè)牛奶的密度。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用調(diào)節(jié)好的天平，測(cè)出空燒杯的質(zhì)量m0；（2）將適量的水倒入燒杯中，用天平測(cè)出燒杯和水的總質(zhì)量

m1，用刻度尺量出水面達(dá)到的高度h（或用細(xì)線標(biāo)出水面的位置）；（3）將水倒出，在燒杯中倒入牛奶，使其液面達(dá)到h處（或達(dá)到細(xì)線標(biāo)出的位置），用天平測(cè)出燒杯和牛奶的總質(zhì)量m2。第18頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

∵因?yàn)樗团Ｄ痰捏w積相等，

V牛＝V水

∴

注意：

實(shí)驗(yàn)器材中只有天平（含砝碼），但沒(méi)有量筒，可以借助水的密度已知，利用體積相等，計(jì)算出密度。我們稱之等體積法第19頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月八、等質(zhì)量法

利用天平、刻度尺、兩個(gè)相同的燒杯(無(wú)刻度)、適量的水、足量的牛奶、滴管。測(cè)牛奶的密度。實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）調(diào)節(jié)天平，將兩個(gè)相同的燒杯分別放在天平的左右盤(pán)上；（2）將適量的水和牛奶分別倒入兩個(gè)燒杯中，直至天平再次平衡為止；（3）用刻度尺分別測(cè)量出燒杯中水面達(dá)到的高度h水

和牛奶液面達(dá)到的高度h牛。第20頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

∵因?yàn)樗团Ｄ痰馁|(zhì)量相等，

m牛＝m水∴ρ牛V牛＝ρ水V水

ρ牛h牛S＝ρ水h水Sρ牛h牛＝ρ水h水

即

ρ牛＝注意：

這道題給出天平，但不含砝碼，就沒(méi)有辦法測(cè)出水和牛奶的質(zhì)量值?？梢岳每潭瘸邷y(cè)出水和牛奶的高度，計(jì)算出牛奶的密度。這種方法，我們稱之為等質(zhì)量法。第21頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

九、等壓強(qiáng)法

利用刻度尺、兩端開(kāi)口的直玻璃管(一端扎有橡皮膜)、燒杯(無(wú)刻度)、適量的水、足量的牛奶、細(xì)線。測(cè)牛奶的密度。實(shí)驗(yàn)步驟：

1.燒杯中倒入適量的水；2.將適量的牛奶倒入直玻璃管中，讓扎有橡皮膜的一端放在水平桌面上，如圖甲，用刻度尺測(cè)出牛奶的高度h牛；3.將直玻璃管緩緩放入燒杯的水中，觀察橡皮膜的凹陷程度，直到橡皮膜呈水平狀態(tài)時(shí)為止。用刻度尺測(cè)出橡皮膜到水面的高度h水，如圖乙。

h牛h水圖甲圖乙第22頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)結(jié)果：當(dāng)橡皮膜呈水平狀態(tài)時(shí)，牛奶對(duì)橡皮膜向下的壓強(qiáng)等于水對(duì)橡皮膜向上的壓強(qiáng)。即p牛＝p水ρ牛gh牛＝ρ水gh水牛奶的密度：ρ牛＝第23頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

十、杠桿法（密度秤）

小東想估測(cè)出某種油的密度ρ油，他手邊