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文檔簡介

1、 密度測量方法一、 測固體密度基本原理:=m/V1 常規法: 器材:天平、量筒、水、金屬塊、細繩步驟:1)、用天平稱出金屬塊的質量m; 2)、往量筒中注入適量水,讀出體積為V1, 3)、用細繩系住金屬塊放入量筒中,浸沒,讀出體積為V2。 表達式:=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長度,易得物體體積。例:正北牌方糖是一種用細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

2、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

3、-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、細繩 步驟:1)、用細繩系住金屬塊,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/;表達式:=G水/(G-G/) 例:不準用量筒,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

4、法步驟及小石塊密度的表達式。這是一道經典題,此題的關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,為了考查學生的思維創新能力,出現了將上述經典命題變化有如下兩例:例2:某中學初二特色班在開展物理課外活動中,指導教師在實驗桌上放有以下器材:白色粉筆一盒,彈簧秤一只,還有細線、燒杯、水、抹布。請你設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(

5、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,設計出理想可行的測定方案,并寫出測定塑料塊密度的表達式。例2和例3的共同之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。然后根據例1的方法,就可得到粉筆密度的表達式。測定塑料塊密度的關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

6、,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,它的質量可用天平直接測量,但因為粉筆的吸水性很強,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。把適當的粉末加入量筒,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。請設計一個方案測出合金球的密度并寫出表達式。進一步思考,能否用上述器材,接著某種密度已知的

7、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、細繩 步驟:1)往燒杯裝滿水,放在天平上稱出質量為 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量m3。表達式:=水(m2-m3)/(m1-m3)例:給你一臺已調好了的天平(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學表達式。(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

8、粒等體積水的質量,因為小燒杯盛滿水,如果將金屬顆粒放入燒杯內,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量,所以根據阿基米德原理,可計算出此金屬密度的表達式。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式.分析:要測出石塊的密度,應先測出石塊的質量和體積,質量可以用天平測量,由于沒有量筒,體積不能直接測量,石塊體積應利用其它現有儀器進行特殊測量.解答:1.用天平測出小石塊的質量m.2.在玻璃杯中加入適量的水,用天平測出它們的質量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,使水面達到

9、剛才標記位置,用天平測出它們的質量m2.5.石塊密度:例:某同學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、和細線。由于在實驗中,不小心把量筒碰碎,實驗仍要繼續進行,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,用天平稱出其質量M1, 然后,把細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,瓶塞中央留有一細管,在注滿水蓋上塞子時,多余的水會

10、從細管中溢出,從而保證瓶內總容積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式 (1)先用天平測出適量米粒的質m;(2)將瓶注滿水,稱出總質量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,再稱出總質量m2(4)計算:被米粒排開水的質量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。若瓶子的質量是10g,裝滿水后,瓶和水的總質量是20g,裝滿油后,油和瓶的總質量是18g,求這種油的密度。答案0.8×103kg /m3。4浮力法-量筒器材:木塊、水、細針

11、、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)、用細針插入木塊,將木塊完全浸入水中,讀出體積為V3。表達式:=水(V2-V1)/(V3-V1) 例:現有量筒、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式。(不考慮木塊吸水)此題也是一道經典題型。由于木塊在水中處于漂浮狀態,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,通過推導計算可方便地求得木塊的質量。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

12、,用量筒可直接測物體的體積,而如何用量筒來測物體的質量,則成為命題的熱點。解決問題的關鍵是如何想辦法使在水中下沉的物體處于漂浮,從而能求出被測物體的質量。圍繞此問題,將經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、細線、一塊橡皮泥。要求小華同學用這些器材測出橡皮泥的密度,小華細想后感到有困難,相信你有辦法完成該實驗。請你幫她設計一種方案及用測得的物理量計算橡皮泥密度的表達式。(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、一根足夠長的細線

13、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,并推導土豆密度的表達式。(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,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。),然后計算土豆的質量。其實,更方便的方法是,將量筒內注入適量的水后,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的刻度。然后,將大小合適的土豆放入量筒內,再記下量筒外壁水面對應的刻度,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

14、體積)。)例:現有一只量筒,內已注了適量的水。如何利用一塊大小合適的長直方木塊來測一小金屬塊的密度?不準用其它任何器材,寫出你的測量方法,并推導出該金屬塊密度的表達式。(解決問題的關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。根據漂浮原理,則可推導出金屬塊的質量。大致步驟如下:可先將木塊放入量筒內,記下水面的讀數V1;然后將金屬塊置于木塊上,記下水面的讀數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V3。則金屬塊密度的表達式為。)例:有一長直玻璃試管和一只注了適量水的量筒。不用

15、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式。 (問題的難點是:玻璃試管雖能漂浮于水面,但試管總要與量筒內壁接觸,即不能豎直地漂浮于水面。解決問題的方法步驟是,先記下量筒內水面的讀數V1;然后將量筒里的水適量地倒入玻璃試管內,并將試管放入量筒里使其漂浮于水面,并記下量筒內水面的讀數V2;最后將玻璃試管按入水中,使其沉入量筒底部,再記下量筒內水面的讀數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

16、塊的量筒(量筒放入水中能豎直漂?。U埨蒙鲜銎鞑臏y定小金屬塊的密度。(1) 寫出主要操作步驟及所測物理量。(2) 根據測得的物理量,計算小金屬塊密度的表達式。此題的難點仍是如何利用改進的量筒測物體的質量,測量方法類似于例6談到的粗測方法,由于此題設中有吸管,所以可以利用吸管向量筒里注與金屬塊等質量的水讓量筒漂浮于同一刻度線,則金屬塊的質量可精確測定。由于長期的“應試教育”給我國中學物理教育造成了嚴重的偏差:重理論,輕實踐;重結果,輕過程;重聚合思維和分散思維,輕發散思維和直覺思維;重知識深度的挖掘和對嚴謹性的追求,輕與生活的廣泛聯系和社會問題的關注,等等這些對青少年學習興趣的激發,創新能力的

17、培養和綜合素質的提高極為不利。要糾正這種偏差,除了對物理教育思想、內容和方法加以深度的變革外,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

18、水面,根據物體漂浮的條件:F浮=G,  即:, 即: 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。他們想到了化學實驗課上使用的滴管。他們先自制了一個瓶口密封著細吸管的小塑料瓶當做滴管,自制的滴管中的水能一滴一滴地從滴管滴出,且每一滴水的質量和體積都是相等的。他們又找來礦泉水瓶子、小塑料瓶、細線、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

19、,使水面到達原來的位置處,記錄滴入的水滴數為a。 (2)他們測石塊質量的方法是: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,使水面到達原來的位置處,記錄滴入的水滴數為b。 (3)他們測出石塊密度的表達式是:_。(4)他們巧妙地利用了物理課上所學的研究方法是:_。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:現在幾個玻璃管內分別裝入密度不同

20、的硫酸銅溶液,然后分別在每個試管中滴進一滴血液,分析人員只要看到哪一個管中血液懸浮其中就能判斷血液的密度。 根據上述啟發,利用天平(含砝碼),量筒,燒杯,水,玻璃棒和食鹽設計實驗測量一?;ㄉ芏嚷源笥谒┑拿芏龋ㄗ⒁庵挥幸涣;ㄉ屹|量和體積都很?。?,寫出步驟及表達式。實驗步驟:1)用天平測出燒杯質量記為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,稱得質量記為m2。4)把水全部倒入量筒,測出水的體積記為V。表達式: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,老師給同學們如下器材

21、:一把米尺、一個裝有適量水的燒杯、幾根細線、一個不知質量的砝碼、一個小石塊、老師要求同學們設計一種方案,測定小石塊的密度。小明聽后,沉思片刻說道:“如果砝碼的質量已知,就好辦了?!币欢ㄒ理来a的質量嗎?相信你一定有辦法,請你寫出測量的方法步驟,并推導出小石塊密度的表達式。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。根據杠桿的平衡條件,可推導小石塊密度的表達式。(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

22、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。A水OBC(3)用刻度尺測量AO的長度為L1;(4) , ;(5)金屬密度的表達式為 。(3分)例:一根長1米左右,粗細均勻的細木棒,一個已知質量為m的砝碼,一把刻度尺,還有一些細繩和一支鉛筆,只用這些器材測出這根系棒的質量。二、 液體的密度:1。常規法:器材:燒杯、量筒 、天平、待測液體 步驟:1)、用天平稱出燒杯的質量M1; 2)、將待測液體倒入 燒杯中,測出總質量M2; 3)、將燒杯中的液體倒入量筒中,測出體積V。 計算表達:=(M2-M1)/V3 等容法器材:燒杯、水、待液體、天平步驟:1)、

23、用天平稱出燒的質量M1;2)、往燒杯內倒滿水,稱出總質量M2;3)、倒去燒杯中的水,往燒杯中倒滿待測液體,稱出總質量M3。計算表達:=水(M3-M1)/(M2-M1) 例:小李同學訂了一份牛奶,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,你能幫他設計方案完成任務嗎?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量即可。3、浮力法器材:彈簧秤、水、待測液體、小石塊、細繩子步驟:1)、用細繩系住小石塊,用彈簧秤稱出小石塊的重力G;2)、將

24、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的視重G/。 計算表達:=水(G-G/)/(G-G/) 例:小東同學想測出液體B的密度,他手邊只有:一個彈簧測力計、一根細繩、一個小石塊、兩個燒杯和足量的水。小東同學根據這些器材設計下面的實驗步驟,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) ;根據小東測量的物理量表示出液體B的密度:B= 。練習用如下器材:彈簧測力計、細繩、石子、燒杯、水、奶。測量石、奶例 手頭有一把學生用刻度尺,

25、一個正方形木塊,一個燒杯,色拉油,水若干。用你學過的知識側色拉油的密度。(1)在燒杯中注入適量的水,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測量結果(用字母符號代

26、表)求出液體的密度液 顯然,這是一道培養學生開放性創造力的實驗題,題設中只給了一些可選器材,但沒有給定具體的測量工具,學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

27、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、細線。計一種測量奶密度的方法。實驗步驟:1) 在玻璃管內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p1=p2得表達式: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,當即悟到對此實驗裝置稍作改造進可以測出其他液體的密度。(1)小陽對該套裝置進行簡易的改進,在玻璃筒外壁上沿軸線方向貼一張標有 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塑

28、料片恰好脫落時,記下待測液體在管中的深度h2。請推導出待測液體的密度表達式:液= 。CAB例: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

29、) 計算表達:=水h1/h2 (注意:用此種方法的條件是:待測液體不溶于水,待測液體的密度小于水的密度) 例:現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頻度極高。隨

30、著素質教育的深入,對學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在各類物理競賽也經常出現,這類題目對學生的綜合能力要求更高,下面結合這兩種情況談一談彈簧秤在測密度實驗中的應用。一、 測量固體的密度 原理:用彈簧秤測物體的重力,進而求出物體的質量;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現一種礦石,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,請你為他設計一種測量礦石密度的方案。解答:可用一根細線把礦

31、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:礦石樣品的質量為: 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,根據阿基米德原理,浮力的大小與液體的密度成正比。 例2:現有一杯清水、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

32、 - 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“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生化學反應)。 2、在彈簧秤刻度的一側貼上一層紙,刻上刻度后作為密度標尺。當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,標上“1”。 4、在“0”和“1”之間均勻地分為20等

33、份,則每一份為0·05,并相應地標出“0·5”至“0·9”的位置;并按此等份的長度在“1”上面的位置進行劃分,至到彈簧秤示為“0”的位置(此處密度的刻度值應等于玻璃球的密度)。 使用方法:把彈簧秤下的玻璃球完全浸沒到待測液體中,讀出彈簧秤指針所對應密度標尺上的數字,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

34、)小東同學想測出液體B的密度,他手邊只有:一個彈簧測力計、一根細繩、一個小石塊、兩個燒杯和足量的水。小東同學根據這些器材設計下面的實驗步驟,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) ;根據小東測量的物理量表示出液體B的密度:B= 。練習用如下器材:彈簧測力計、細繩、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、適量的水和細線設計了一個測量小石塊密度的實驗方案,以下是她設計的部分實驗步

35、驟,請你按照小紅的實驗思路,將實驗步驟補充完整。(1)用調節好的天平稱出小石塊的質量m1;(2)在燒杯中注入適量的水,用天平稱出燒杯和水的總質量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

36、。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,當即悟到對此實驗裝置稍作改造進可以測出其他液體的密度。(1)小陽對該套裝置進行簡易的改進,在玻璃筒外壁上沿軸線方向貼一張標有 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塑料片恰好脫落時,記下待測液體在管中的深度h2。請推導出待測液體的密度表達式:液= 。6.(08宣武一模)小明同學準備用“一個彈簧測力計、一個重錘、兩根質量和體積均忽略不計的細線、一個裝有適量水的燒杯”測量一個不規則小木塊的密度。請你幫他將實驗方案補充完整。(1) 用細線系住木塊,掛在彈簧測力計下,記錄彈簧測力計的示數F;(2) 用細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F1(3) 。(4) 根據測量的數據,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。他們想到了化學實驗課上使用的滴管。他們先自制了一個瓶口密封著細吸管的小塑料瓶當做滴管,自制的滴管中的水能一滴一滴地從滴管滴出

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