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 欄目類別:知識點 >> 初中 >> 物理

固體密度的測量

更新時間:2016/8/30 12:00:00  手機版

  測量密度的原理:

  原理:由密度公式可知,要測量某種物質(zhì)的密度,需要測量由這種物質(zhì)構(gòu)成的物體的質(zhì)量的體積。

  測量方法:

  1. 形狀規(guī)則的固體:質(zhì)量可用天平測量,體積可直接用刻度尺測長、寬、高等,并利用體積公式算出,如正方體的體積V=a3,圓柱體的體積V=πr2h,長方體的體積V=abc,根據(jù)求得密度。

  2. 形狀不規(guī)則的固體(不溶于水):

  (1)體積可用“排水法”間接測出

 。2)質(zhì)量可用天平測量

 、傧仍诹客仓械谷脒m量水,讀出水的體積V1(水的多少以剛好淹沒固體為宜。水過多,放入固體后液面會超過量程;水過少,不能淹沒固體)

 、趯⒐腆w用細線拴住慢慢放人量筒內(nèi)水中,并使其全部淹沒,此時讀出水與固體的總體積V2

 、塾蒝=V2-V1,得出固體體積。

  最后根據(jù)求得密度。

 、穹椒ㄒ唬禾炱搅客卜

  例:有一塊形狀不規(guī)則的石塊,欲測量它的密度,所需哪些器材并寫出實驗步驟,并表示出測量的結(jié)果。

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

  實驗原理:

  實驗器材:天平(砝碼)、量筒、燒杯、滴管、線、水、石塊

  實驗步驟:

 。1)用調(diào)節(jié)好的天平,測出石塊的質(zhì)量m;

  (2)在量筒中倒入適量的水,測出水的體積V1;

 。3)將石塊用細線拴好,放在盛有水的量筒中,(排水法)測出總體積V2;

  實驗結(jié)論:。

 、蚍椒ǘ褐练

  例:有一塊形狀不規(guī)則的蠟塊,欲測量它的密度,所需哪些器材并寫出實驗步驟,并表示出測量的結(jié)果。

  分析:用天平和量筒測定密度小于水的物質(zhì)的密度,可用助沉法測體積。

  實驗原理:

  實驗器材:天平(砝碼)、量筒、燒杯、滴管、線、水、蠟塊、鐵塊。

  實驗步驟:

 。1)用調(diào)節(jié)好的天平,測出蠟塊的質(zhì)量m;

  (2)在量筒中倒入適量的水,如圖甲將蠟塊和鐵塊用細線拴好,先將測鐵塊沒入水中,測出水和石塊的體積V1

 。3)再將蠟塊浸沒在水中,如圖乙。(助沉法)測出水、石塊、蠟塊的體積總體積V2;

  實驗結(jié)論:

  注意:物質(zhì)的密度比水小,放在量筒的水中漂浮,不能直接用量筒測出體積。例題中采用的方法是助沉法中的沉錘法,還可以用針壓法,即用一根很細的針,將物體壓入量筒的水中,忽略細針在水中占據(jù)的體積,則可用排水法直接測出物體的體積了。

 、蠓椒ㄈ旱雀×Ψ

  例:小明家買的某品牌的牛奶喝著感覺比較稀,因此他想試著用學(xué)過的知識測量一個這種牛奶的密度。他先上網(wǎng)查詢了牛奶的密度應(yīng)該為1.03g/cm3,然后他找來一根粗細均勻的細木棒,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),做成了一枝“密度計”,小明又找來一個足夠深的盛水容器和一把刻度尺,請你幫助小明利用這些器材設(shè)計一個測量牛奶密度的方案。要求寫出主要的測量步驟并推導(dǎo)出計算牛奶密度的公式(有足量的水和牛奶)。

  實驗原理:漂浮條件、阿基米德原理。

  實驗器材:刻度尺、粗細均勻的細木棒、一段金屬絲、燒杯、水、牛奶。

  實驗步驟:

 。1)將一段金屬絲繞在木棒的一端,制成“密度計”,用刻度尺測出其長度L;

 。2)將“密度計”放入盛有水的燒杯中,使其漂浮在水中,用刻度尺測出“密度計”露出水面的高度h水;

  (3)將“密度計”放入盛有牛奶的燒杯中,使其漂浮在牛奶中,用刻度尺測出“密度計”露出牛奶液面的高度h牛。

  實驗結(jié)論:因為“密度計”在水中和在牛奶中,均處于漂浮狀態(tài)。因此“密度計”在水中和在牛奶中受到的浮力都等于“密度計”的重力!懊芏扔嫛钡闹亓Σ蛔儯詢纱胃×ο嗟。即F牛=F水,根據(jù)阿基米德原理可得:

  ρgV牛排=ρgV

  ρgSh牛排=ρgSh

  ∵h排=L-h(huán)h排=L-h(huán)

  ∴ρ(L-h(huán))=ρ(L-h(huán)

  牛奶的密度:

  注意:從給定的器材看,即無量筒,也無天平,此時解題的著眼點就不能局限于利用質(zhì)量、體積測密度。應(yīng)該展開豐富的聯(lián)想,而給出“密度計”,是和浮力有關(guān)的,就要聯(lián)想到利用浮力測液體的密度。這種利用兩次浮力相等來測密度,我們簡稱為“等浮力法”。

  Ⅳ彈簧測力計法(也可稱雙提法)

  例:張小清同學(xué)撿到一塊不知名的金屬塊,將它放到水中可以沉沒,現(xiàn)在,小清同學(xué)想測出它的密度,但身邊只有一支彈簧秤、一個燒杯及足量的水,請你幫她想一想,替她設(shè)計一個測量金屬塊密度的實驗過程,寫出實驗步驟

  分析與解:

  這是一道典型的利用浮力知識測密度的試題。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力計測出浮力,利用水的密度已知,求得物體的體積,即可計算出物體的密度值。

  實驗原理:阿基米德原理

  實驗器材:一支彈簧秤、一個燒杯及足量的水、金屬塊、線。

  實驗步驟:

 。1)用細線系住金屬塊,在燒杯中倒入適量的水;

 。2)用彈簧測力計測出金屬塊受到的重力G;

 。3)用彈簧測力計測出金屬塊浸沒在水中受到的拉力F。

  實驗結(jié)論:

  注意:利用彈簧測力計提著金屬塊測一次重力;再提著金屬塊測一次金屬塊在水中時彈簧測力計的拉力。因此簡稱為雙提法。這一實驗使用的儀器少,操作簡單,是常用的測量物體密度的方法。

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