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测量密度常用方法

时间:2026-09-22 23:50:00 点击次数:

  

测量密度常用方法(图1)

  基本方法:用天平称出固体或液体的质量;用量筒(量杯)、刻度尺等测体积;由密度公式ρ=m/v计算密度。其中的关键在于掌握测量固体体积和液体质量的方法,现介绍如下:

  1.计算法:形状规则的固体,可用刻度尺测出物体有关数据(如长、宽、高或半径),然后根据体积公式算出物体体积。

  例1.为了测一长方体金属块的密度,小明用直尺量得其长、宽、高分别为5cm,2cm,1cm,然后

  用调好的天平称量出金属块的质量是27.2g,求此金属块密度。解:设金属块长、宽、高分别为a、b、c

  2.排水法:密度大于水、体积较小的物体,可在量筒(量杯)中装入适量水V,再将物体浸入量筒(量杯)中,读出水和物体总体积V,则物体的体积V=V-V。

  (1)请你帮她按正确的操作顺序将序号排列出来:BACDA.倒入量筒中一部分水,记下这些水的体积VB.用天平测出矿石的质量m

  3.按压法或配重法:密度小于水、体积较小的物体,可利用细针将物体的整体压入水中,或者将被测物体与一个重物相连,这样被测物体就被重物“拉”入水中。接下来的操作与排水法测体积相似,利用前后体积差即可得出物体体积。

  解析:本实验关键是如何测出密度比水小的塑料块的体积方法一用细针尖把塑料块按压入水中,实验步骤:(1)用天平测出塑料块的质量m

  (2)往量筒中倒入一定量的水,并记下水的体积V(3)把塑料块放入水中,并用针尖将塑料块按入水中,记下水面到到达刻度V塑料块体积为V=V—V(4)根据公式ρ=m/v=m/(v–v)求出塑料块密度。

  方法二采用配重法,将塑料块和一小铁块用细线连在一起,实验步骤如下:(1)用天平测出塑料块的质量m

  (如图乙所示),则塑料块体积为V=V—V(4)根据公式ρ=m/v=m/(v–v)求出塑料块密度。

  4.溢水法:较大固体无法浸入现有量筒(杯)中时,将物体浸入盛满水的容器内,然后将溢出的水倒入量筒中,读取相应刻度的数值就是该物体体积。

  (1)用调好的天平测出玉石质量,当天平平衡时,右盘中砝码及游码位置如图4-1所示,玉石的质量是

  5.埋沙法:易溶于水的固体,将被测物放入量筒中,倒入适量细纱埋住被测物体,晃动量筒,使沙子表面变平,记下两者总体积V,用镊子取出被测物体,晃动量筒使沙子表面变平并记下其体积V,则被测物体体积V=V–V。

  例5.有一种用细砂糖制成的小糖块,为了测出它的密度,除有一些这种糖块以外,还准备了天平、量筒、小勺、镊子,利用上述器材写出实验主要步骤及所测物理量,用测得的物理量表示密度。解:(1)用天平称出n块糖的质量m

  (2)把n块糖放入量筒中,倒入适量白砂糖埋住糖块,晃动量筒使白砂糖表面变平,记下白砂糖和

  (3)用镊子取出糖块,晃动量筒使白砂糖表面变平,记下白砂糖体积V,则ρ=m/(v

  6.替代法:缺少量筒(量杯)或者物体体积太大时,常用水的体积代替被测物体体积,这是由于V水=m水/ρ水,,所以只要用天平测出水的质量,就能得到被测物体体积。

  例6一个容器装满水时的总质量是88g,若在容器中先装入10g沙砾,再装满水,总质量为94g,求

  解:因为若在容器中先装入10g沙砾,再装满水,则沙砾会占据自身体积数量的水,又已知容器中

  1.差量法:测量容器中减少的液体质量与体积,由密度公式ρ=m/v计算密度。这种方法的测量误差

  例7.学习了密度知识后,小明同学准备测量食用油的密度,他选取的实验器材有量筒、天平(带砝码)、烧杯。请帮他写出实验步骤及密度计算表达式。

  2.等量替代法:如果缺少天平(或砝码),虽不能直接测量液体的质量,但可用同质量的水进行“等质量替代”,只要用量筒测出水的体积,根据m=ρ水v就得到被测液体的质量。如果缺少量筒,虽不能直接测量液体体积,但可用体积相同的水进行“等体积替代”,只要用天平测出水的质量,根据v=m/ρ水就得到被测液体的体积。

  例8.给你一架托盘天平,一只空瓶、水、一杯牛奶,没有量筒,请你想办法测出牛奶的密度,写出实验步骤及牛奶密度的表达式。

  (2)往空瓶中倒入适量的水,记下水的位置,用天平测出水和空瓶的总质量m2;

  3.直接用密度计测量:将密度计轻放入待测液体中,等其稳定后,观察液面对应密度计的示数,即可直接读出待测液体密度。

  3 例如将密度计轻放入盐水中,稳定后水面对应示数是1.1,则盐水密度为1.1g/cm 。

  基本思路:用弹簧测力计测出物体所受重力和浮力,利用物体所受重力与质量的关系G=mg结合浮力的测量及计算公式F浮=G-F=ρ液gV排,计算出物体质量和体积,再用密度公式通过数学运算得到被测物质的密度。它是一种间接测量,其中体现了转换法的思想,即将测量质量或体积转化为测量重力或浮力。这里的关键是认识到利用浮力公式既可以计算出浸没在液体(一般用水)中的物体的体积,也可以计算出漂浮在液体上(一般用水)的物体的重力。

  1、测固体密度:对于密度大于水的物体,在有弹簧测力计,但没有量筒情况下,可利用F浮=G-F=ρ水gV排得到V物=V排=(G-F)/ ρ水g,计算出物体体积。

  例1.为了测量一块“雨花石”的密度,老师提供了如下器材:弹簧测力计一只,烧杯一只,细线若干和足够的水,请您设计一个实验,写出实验主要步骤及“雨花石”的密度表达式。

  主要步骤:(1)用一根细线拴牢雨花石,将其挂在已调好的弹簧测力计秤钩上,测出雨花石的重力G;

  (2)将烧杯中倒入适量的水,使雨花石浸没在水中,读出弹簧测力计的示数F;

  2、测液体密度:在有弹簧测力计,但没有量筒情况下,常用一密度大于被测液体的固体,将其浸没在被测液体中,利用F浮=G-F=ρ液gV排得出ρ液=(G-F)/gV排,而V排=V物,V物可以通过溢水法或者将固体浸没于水中,利用V物=V排=(G-F’)/ ρ水g算出。

  例2.小明身边没有密度计,只有一只分度值较小的弹簧测力计,一个大小适中的石块,足量的水,细线若干和两只烧杯,他想利用上述器材测定一瓶饱和食盐水的密度。请您帮他设计一份实验记录表格,并在表格下方写上饱和食盐水的密度ρ的表达式。

  二.二力平衡法:在没有天平或弹簧测力计的情况下,设法让被测物体漂浮在水面上(可利用容器),运用物体漂浮时满足二力平衡F浮=G物,然后利用G物=mg得到物体的质量。

  例3.小明同学在过生日时收到一个内有“生日快乐”的水晶球,如图所示是他用量筒,小玻璃杯来测量水晶球密度的实验示意图,实验记录表格尚未填写完整,请您帮他完成表格中的内容。

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