測量固體和液體的密度方法

1、測量固體和液體的密度方法湖北省廣水市應辦中心中學（432700）:邢大義QQ:605348436電話體和液體的密度在日常生活中的應用非常廣泛，測量固體和液體的密度的方法有很多種，歸類來看可分為：常規(guī)測量法，測量物體的質(zhì)量和體積，用公式p=W來進行計算。V專用儀器測量法，如密度計，密度秤等。代替器材測量法，利用別的器材來代替測量，如測量質(zhì)量通常用天平，用彈簧測力計測量出重力，用公式m=£計算出質(zhì)量。轉(zhuǎn)換測g量法，還能利用轉(zhuǎn)換成測量壓強、浮力的方法來計算密度。等效測量法，利用等效的方法間接測量。下面利用這些方法分門另類來說明。一、常規(guī)測量法：用天平測量質(zhì)量、用刻

2、度尺（或量筒）測量體積，用公式P=U來進行計算.1.固體的密度常規(guī)測量法：例1.測量一小塊形狀不規(guī)則的礦石密度有多大，可用天平、量筒、水和細線進行.（1）在調(diào)節(jié)天平時，發(fā)現(xiàn)指針偏向分度盤中央刻線的左側(cè)，為使天平衡量平衡，應將右側(cè)的平衡螺母向端調(diào)節(jié).（2）由圖（丙）可知，礦石質(zhì)量m=g.通過計算可知礦石的密度p=kg/m2.解析：（1）天平使用前調(diào)節(jié)平衡時，要調(diào)節(jié)平衡螺母，規(guī)則是“右偏左調(diào)，左偏右調(diào)”，即指針向右偏就向左調(diào)平衡螺母，指針向左偏就向右調(diào)平衡螺母，調(diào)左側(cè)的還是右側(cè)的平衡螺母都一樣.（2）左盤中物體質(zhì)量等于右盤中祛碼質(zhì)量加游碼示數(shù)；用量筒進行排水法測物體體積時，物體的體積等于物體和水的

3、總體積減去水的體積；物體的密度等于物體的質(zhì)量除以物體的體解答：（1）指針偏向分度盤中央刻線的左側(cè)，根據(jù)“右偏左調(diào)，左偏右調(diào)”的規(guī)則，應將平衡螺母向右調(diào).（2）游碼對應的刻度值，標尺每一個大格代表1g,每一個小格代表0.2g,游碼對應的刻度值是3.4g;礦石的質(zhì)量：m=20g+3.4g=23.4g.礦石的體積：V=V-M=30ml-20ml=10ml=10cm3.（3）礦石的密度：p=mJ，'與=2.34g/cm3=2.34x103kg/m3.V2.液體的密度常規(guī)測量法：例2.在測定鹽水密度的實驗中，小東同學按照正確的實驗方法和步驟進行操作，并設計了如下記錄數(shù)據(jù)的表格。（1）小東將天平放

4、在水平臺上，把游碼歸零后，發(fā)現(xiàn)指針靜止時如圖（甲）所示，這時他應將橫梁右端的平衡螺母向調(diào)節(jié)（選填“左”或“右”），使天平平衡。(2)如圖(乙)顯示的是燒杯中裝入適量鹽水后，置于調(diào)平的天平上，天平重新平衡時的情景；丙顯示的是將燒杯中部分鹽水倒入量筒后的情景。根據(jù)圖中情景幫小東將下表填寫完整。燒杯和鹽水的總質(zhì)量m/g燒杯和剩余鹽水的質(zhì)量m/g倒出鹽水的質(zhì)量m/g倒出鹽水的體積Wcm3鹽水的密度p/g-cm33(3)另一位同學的實驗方法是：先測出空燒杯質(zhì)量為m；接著向空燒杯中倒入適量鹽水后，測出總質(zhì)量為m;再把燒杯中的鹽水全部倒入量筒中，測出鹽水的體積為V;然后計算出鹽水的密度p，=m2Jm1。與小

5、東測出的鹽水密度p相比較，則p'p(選填“<”、">”或“=”)。分析：(1)天平的調(diào)節(jié)原則：右偏左調(diào)，左偏右調(diào)，先快后慢.(2)天平的分度值是0.2g,讀數(shù)為祛碼質(zhì)量加游碼對應的刻度值；量筒分度值為2ml,平視液面最低處讀數(shù).(3)另一位同學的做法中，燒杯中的鹽水沒有全部倒入量筒.解答：(1)指針右偏說明應該將螺母向左調(diào)節(jié)；(2)燒杯液體總質(zhì)量m=100g+50g+5g+2g=157g,剩余燒杯鹽水質(zhì)量m=157g-33g=124g,倒出鹽水的體積V=30ml,鹽水的密度p=m=33g=1.1g/cm3.V30cm3燒杯和鹽水的總質(zhì)量m總/g燒杯和剩余鹽水的質(zhì)里

6、m/g倒出鹽水的質(zhì)量m/g倒出鹽水的體積Vcm3鹽水的密度p/gc1(3)因燒杯壁粘液體，另一同學在將鹽水倒入量筒中時，不能全部倒入，致使體積偏小,密度偏大.二、代替(或缺少)器材測量法：測量時缺少天平或量筒，用其他的器材來代替完成測量密度。1 .固體的密度代替器材測量法：例3.小科利用塑料瓶、定滑輪、量筒和水設計了測量黃蠟石密度的實驗.如圖甲所示，細線兩端各系一個完全相同的空塑料瓶，線的右端再系上黃蠟石，向左瓶中逐漸加水至13毫升時裝置恰好平衡；接著用排水法測黃蠟石的體積，量筒讀數(shù)如圖乙所示，細線右端系一個空塑料瓶的目的是,使實驗更準確，黃蠟石的密度是g/cm3,(

7、不考慮黃蠟石的吸水性和裝置的摩擦).分析：定滑輪的實質(zhì)是一個等臂杠桿，不省力也不費力；利用定滑輪測出黃蠟石的重力，再根據(jù)G=mg計算出黃蠟石的質(zhì)量；利用排水法分別測出黃蠟石的體積，最后根據(jù)密度公式p=工計算出黃蠟石的密度.V解答：左瓶內(nèi)水的質(zhì)量：由p=m得，m=pV=1.0g/cm3x13cm3=13g;V定滑輪是一個等臂杠桿，細線兩端各系一個完全相同的空塑料瓶，線的右端再系上黃蠟石，向左瓶中逐漸加水至13毫升時裝置恰好平衡，G左二G右，即G并s+G水=G«s+G石，G，k=G石，所以細線右端系一個空塑料瓶的目的是避免細線左端塑料瓶對測定黃蠟石質(zhì)量的影響，使實驗更準確；因為G=mgG

8、水=6石，所以m石=m*=13g;黃蠟石的體積：V=25ml20ml=5ml=5cm3,黃蠟石的密度:3=2.6g/cm .82 .液體的密度代替器材測量法：例4.利用器材：燒杯、天平和祛碼、純水、記號筆測量待測液體的密度，寫出完整的實驗步驟?解析：在沒有量筒，液體體積無法直接測量時，往往需要借助于等體積的水，水的密度是已知的，在體積相等時，兩種物質(zhì)的質(zhì)量之比等于它們的密度之比.解答：用天平測出空燒杯質(zhì)量mo；用燒杯取一定量的水，用記號筆在液面處記下記號，并用天平測出水和燒杯總質(zhì)量m;再用燒杯取與水等體積的鹽水(鹽水液面與記號處相平)，并用天平測出鹽水和燒杯總質(zhì)量m2；因純水和鹽水體積相等，有

9、工"二m2m0,得鹽水密度P如仁=m2"m0P7k.P水mi-mo皿水mi-mo水而是通過測量壓強或浮力，然測出了一顆小石塊的密度。測三、轉(zhuǎn)換測量法：不是直接測量物體的密度方法來進行,后通過計算得出密度.3 .固體的密度轉(zhuǎn)換測量法：例5.某同學利用一只彈簧測力計和裝有適量水的杯子，量方法如下：(1)用細線將小石塊拴好，用彈簧測力計測出它的重力，記為G;F;利用測出的 p = (水F,小石塊受到的浮(2)再將小石塊浸沒在水中，用彈簧測力計測出石塊受到的拉力，記為物理量可得：小石塊在水中受到的浮力是，小石塊的密度的密度用p水表示)。解析：(1)知道小石塊的重力G小石塊浸沒在液體

10、中稱的示數(shù)為力為：Fs=G-F.(2)小石塊浸沒在水中，知道小石塊受到的浮力和水的密度，根據(jù)阿基米德原理求出小石塊的體積；知道小石塊的質(zhì)量和體積，根據(jù)密度公式求出小石塊的密度.解答：(1)小石塊受到的浮力為：FG-F.4 2)F浮=p水gV排=6不，小石塊浸沒在水中，G - Fgp水，小石塊的體積：V=V排=F"g：水G小石塊的密度：p=m=g=GpVG-FG-F1gP水2.液體的密度轉(zhuǎn)換測量法：3例6.如圖所示，把一木塊放入水中，靜止時木塊有3的體積浸入水中，木塊的密度為5kg/m3;如果把該木塊放入某種液體中，靜止時木塊有密度為kg/m3.分析：(1)根據(jù)木塊漂浮時，浮力等于重力

11、，用密度和體積表示浮力與重力的關系即可求出木塊的密度；(2)根據(jù)木塊漂浮時，浮力等于重力，用密度和體積表示浮力與重力的關系即可求出液體的密度.3解答：(1):木塊漂存，F(xiàn)浮=G=p水gx_V木二。木gv5木，P木=3P水=3xI03kg/m3=0.6xI03kg/m3；55(2)根據(jù)圖示可知，木塊在水中和在液體中都處于漂浮狀態(tài),3 3的體積浸入液體中， 液體的4水液體例6浮力等于重力；，F(xiàn)浮=G=P液gx3V木=p木gv木，p液=4P木=x0.6x103kg/m3=0.8x103kg/m3；433例7.某同學利用“替代法”測量一粒花生米的密度，實驗過程如圖所示.四、等效替代測量法：測量物體的密

12、度，可將物體放入液體中懸浮，液體的密度就是物體的密度。(1)在下列空格中填寫適當內(nèi)容.發(fā)現(xiàn)花生米下沉至杯底,選擇一粒飽滿的花生米放入裝有適量水的透明玻璃杯中,圖(甲)，此時花生米所受的浮力重力(填“大于”、“等于”或“小于”)往杯中逐漸加鹽并攪拌，直至觀察到花生米,隨即停止加鹽，如圖(乙)取出花生米，用調(diào)好的天平測杯子和鹽水的總質(zhì)量，如圖(丙)，天平的讀數(shù)為g.將玻璃杯中的鹽水全部倒入量筒，如圖(丁)，量筒的讀數(shù)為mL.利用密度公式計算出鹽水的密度，即為花生米的密度.(2)實驗中若加鹽過量，可進行如下操作：.(3)實驗中遺漏了重要的一步，即.解析：(1)根據(jù)物體的浮沉條件，物體下沉時浮力小于重

13、力；當物體的密度與液體密度相等時，物體在液體中懸??；天平的讀數(shù)：祛碼的質(zhì)量加游碼在標尺上所對的刻度值；進行量筒的讀數(shù)時，注意量筒的分度值；(2)若液體的密度過大，可加水稀釋；(3)要測量鹽水的密度，需測出鹽水的質(zhì)量和體積，然后計算出密度，從該處入手進行分析.解答：(1)花生米下沉，說明此時花生米所受的浮力小于重力；往杯中逐漸加鹽并攪拌，直至觀察到花生米懸??；由圖丙知，天平的讀數(shù)為m=100g+20g+1g=121g.由圖丁知，量筒的分度值為1ml,量筒的讀數(shù)為55mL(2)實驗中若加鹽過量，可再向鹽水中加水.(3)要測量鹽水的密度，需測出其質(zhì)量和體積，而要測其質(zhì)量，除了測出鹽水和杯子的總質(zhì)量，

14、還需將玻璃杯中的鹽水全部倒入量筒，測出空杯子的質(zhì)量.學生練習：1. 一物塊輕輕放入盛滿水的大燒杯中，靜止后有76g水溢出；將其輕輕放入盛滿酒精的大燒杯中，靜止后有64g酒精溢出。已知酒精的密度是0.8X103kg/m3,則物塊在水中的狀態(tài)及物塊的密度是()A.懸浮，1.0 103kg/m3C.下沉，1.2 103kg/m32.在課外實踐活動中，小明做了以下實驗 (1)調(diào)節(jié)天平時，發(fā)現(xiàn)指針位置如圖甲所示,B.漂浮，0.95 10«g/m3D.漂浮，0.90 103kg/m3此時應將右端的平衡螺母向調(diào)，使天平平衡。測量李子質(zhì)量時，天平右盤內(nèi)祛碼的質(zhì)量和游碼在標尺上的位置如圖乙所示，則李子

15、質(zhì)量是go往址筒中注人60ml的水，將該李子浸沒在水中后。水而位置如圖丙所示，則李子的體積是crnf,密度是g/cm3.圖丙的位置，若不在此位置，應第3題3 .在一次物理興趣小組的活動中，某小組同學準備用彈簧測力計、燒杯、水、吸盤、滑輪、細線來測量木塊(不吸水)的密度。(1)在一定的范圍內(nèi)拉伸到彈簧時，彈簧的拉力越大，彈簧的伸長量就越。使用彈簧測前，應先檢查指針是否在進行調(diào)整后再之使用。T(2)如圖(甲)所示，用彈簧測力計測出木塊在空氣中的重力為No.1(3)將滑輪的軸固定在吸盤的掛鉤上，擠出吸盤內(nèi)部的空氣，吸盤在的作用下被緊緊壓在燒杯底部，如圖(乙)所示。在燒杯中倒人適量的水，,將木塊放入水

16、中后，用彈簧測力計將木塊全部拉人水中，如圖(丙)所示，此時彈簧測力計示數(shù)為0.4N。(4)如果不計摩擦和繩重，圖(丙)所示的水塊受到的浮力，為N,木印塊的密度為kg/m3。(5)如果將燒杯中的水換成另一種液體，用彈簧測力計將該木塊全部拉入該液體中時，彈簧測力計示數(shù)為0.2N,該液體的密度為kg/m3。(6)如果實驗中先用彈簧測力計將木塊全部拉人水中，然后取出木塊直接測量木塊的重力，從理論上分析，按這樣的實驗順序測得的木塊密度值(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)4 .小強用測力計等器材測量一塊石灰石的密度，請將下面實驗步驟中的數(shù)據(jù)補充完整。(g=10N/kg)(1)如圖甲所示，用測力計測出該石

17、灰石在空氣中的重力G=2.5N;(2)將該石灰石浸沒在水中靜止時，如圖乙所示，測力計的示數(shù)F=N;(3)根據(jù)阿基米德原理可算出該石灰石的體積V=m3；(4)根據(jù)密度公式算出該石灰石的密度p=kg/m.5 .小明用利用托盤天平和量筒測量老醋的密度(1)調(diào)節(jié)天平時，游碼移至左端，發(fā)現(xiàn)指針靜止時指在分度盤中央刻度線的右側(cè)，要使天平平衡，他應該()A.把橫梁右端螺母向右旋出一些B.把橫梁右端螺母向左旋進一些C.把天平右盤的祛碼減少一些D.向右移動游碼(2)當天平平衡后，小明開始測量：測量步驟如圖所示，正確的操作順序是：(填字母代號)。ELABCA.用天平測量燒杯和剩余老醋的總質(zhì)量；B.將待測老醋倒入燒

18、杯中，用天平測出燒杯和老醋的總質(zhì)量；C.將燒杯中老醋的一部分倒入量筒，測出這部分老醋的體積；(3)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算可得：老醋的密度是kg/m36 .黎黎同學配制了一定濃度的鹽水，幫媽媽篩選出飽滿的種子，她想知道所配制出的鹽水密度，就用天平和量筒來進行測量。(1)把天平放在水平臺上，將撥到標尺左端的零刻線處后，發(fā)現(xiàn)天平橫梁左高右低，應將向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)，使天平平衡。(2)用調(diào)節(jié)好的天平測得空燒杯的質(zhì)量m；(3)把實力的鹽水倒入量筒中，測得鹽水體積V,如圖甲所示；(4)把量筒中的鹽水倒入燒杯中，測得燒杯和鹽水的總質(zhì)量m2,如圖乙所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，幫黎黎同學把下表填寫完整:空燒杯的質(zhì)量m/g量筒中鹽水的體積V/cm3燒杯和鹽水的總質(zhì)量m/g鹽水的密度-3p/gcm30(5)以上方法測出的鹽水密度值比真實值(選填“偏大”或“偏小”)(6)黎黎同學發(fā)現(xiàn)混雜在種子中的小石塊也同飽滿的種子一起覺入了鹽水底部，她想盡快知道石塊的密度究竟有多大，就選了一塊大小合適且與其材質(zhì)相同的石塊，巧妙利用圖乙