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(yīng)辦中心中學(xué)（432700）:邢大義QQ:605348436電話體和液體的密度在日常生活中的應(yīng)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(jìn)行計(jì)算。V專用儀器測量法，如密度計(jì)，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(jì)測量出重力，用公式m=£計(jì)算出質(zhì)量。轉(zhuǎn)換測g量法，還能利用轉(zhuǎn)換成測量壓強(qiáng)、浮力的方法來計(jì)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(jìn)行計(jì)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(xì)線進(jìn)行.（1）在調(diào)節(jié)天平時(shí)，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(yīng)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(jì)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(shí)，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(jìn)行排水法測物體體積時(shí)，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(yīng)將平衡螺母向右調(diào).（2）游碼對(duì)應(yīng)的刻度值，標(biāo)尺每一個(gè)大格代表1g,每一個(gè)小格代表0.2g,游碼對(duì)應(yīng)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(shí)驗(yàn)中，小東同學(xué)按照正確的實(shí)驗(yàn)方法和步驟進(jìn)行操作，并設(shè)計(jì)了如下記錄數(shù)據(jù)的表格。（1）小東將天平放

4、在水平臺(tái)上，把游碼歸零后，發(fā)現(xiàn)指針靜止時(shí)如圖（甲）所示，這時(shí)他應(yīng)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(shí)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(xué)的實(shí)驗(yàn)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(jì)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(duì)應(yīng)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(xué)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(yīng)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(xué)在將鹽水倒入量筒中時(shí)，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(shí)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(shè)計(jì)了測量黃蠟石密度的實(shí)驗(yàn).如圖甲所示，細(xì)線兩端各系一個(gè)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(shí)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(xì)線右端系一個(gè)空塑料瓶的目的是,使實(shí)驗(yàn)更準(zhǔn)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(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿，不省力也不費(fèi)力；利用定滑輪測出黃蠟石的重力，再根據(jù)G=mg計(jì)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(jì)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(gè)等臂杠桿，細(xì)線兩端各系一個(gè)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(shí)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(xì)線右端系一個(gè)空塑料瓶的目的是避免細(xì)線左端塑料瓶對(duì)測定黃蠟石質(zhì)量的影響，使實(shí)驗(yàn)更準(zhǔn)確；因?yàn)镚=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(hào)筆測量待測液體的密度，寫出完整的實(shí)驗(yàn)步驟?解析：在沒有量筒，液體體積無法直接測量時(shí)，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(shí)，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(hào)筆在液面處記下記號(hào)，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(hào)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(qiáng)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(jìn)行,后通過計(jì)算得出密度.3 .固體的密度轉(zhuǎn)換測量法：例5.某同學(xué)利用一只彈簧測力計(jì)和裝有適量水的杯子，量方法如下：(1)用細(xì)線將小石塊拴好，用彈簧測力計(jì)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(jì)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(shí)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(shí)木塊有密度為kg/m3.分析：(1)根據(jù)木塊漂浮時(shí)，浮力等于重力

11、，用密度和體積表示浮力與重力的關(guān)系即可求出木塊的密度；(2)根據(jù)木塊漂浮時(shí)，浮力等于重力，用密度和體積表示浮力與重力的關(guān)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(xué)利用“替代法”測量一?；ㄉ椎拿芏龋瑢?shí)驗(yàn)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(dāng)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(shí)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(jì)算出鹽水的密度，即為花生米的密度.(2)實(shí)驗(yàn)中若加鹽過量，可進(jìn)行如下操作：.(3)實(shí)驗(yàn)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?xí)r浮力小于重

13、力；當(dāng)物體的密度與液體密度相等時(shí)，物體在液體中懸??；天平的讀數(shù)：祛碼的質(zhì)量加游碼在標(biāo)尺上所對(duì)的刻度值；進(jìn)行量筒的讀數(shù)時(shí)，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(jì)算出密度，從該處入手進(jìn)行分析.解答：(1)花生米下沉，說明此時(shí)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(shí)驗(yàn)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(xué)生練習(xí)：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(shí)踐活動(dòng)中，小明做了以下實(shí)驗(yàn) (1)調(diào)節(jié)天平時(shí)，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(shí)應(yīng)將右端的平衡螺母向調(diào)，使天平平衡。測量李子質(zhì)量時(shí)，天平右盤內(nèi)祛碼的質(zhì)量和游碼在標(biāo)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(yīng)第3題3 .在一次物理興趣小組的活動(dòng)中，某小組同學(xué)準(zhǔn)備用彈簧測力計(jì)、燒杯、水、吸盤、滑輪、細(xì)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(shí)，彈簧的拉力越大，彈簧的伸長量就越。使用彈簧測前，應(yīng)先檢查指針是否在進(jìn)行調(diào)整后再之使用。T(2)如圖(甲)所示，用彈簧測力計(jì)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(jì)將木塊全部拉人水中，如圖(丙)所示，此時(shí)彈簧測力計(jì)示數(shù)為0.4N。(4)如果不計(jì)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(jì)將該木塊全部拉入該液體中時(shí)，彈簧測力計(jì)示數(shù)為0.2N,該液體的密度為kg/m3。(6)如果實(shí)驗(yàn)中先用彈簧測力計(jì)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(shí)驗(yàn)順序測得的木塊密度值(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)4 .小強(qiáng)用測力計(jì)等器材測量一塊石灰石的密度，請(qǐng)將下面實(shí)驗(yàn)步驟中的數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整。(g=10N/kg)(1)如圖甲所示，用測力計(jì)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(shí)，如圖乙所示，測力計(jì)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(shí)，游碼移至左端，發(fā)現(xiàn)指針靜止時(shí)指在分度盤中央刻度線的右側(cè)，要使天平平衡，他應(yīng)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(jìn)一些C.把天平右盤的祛碼減少一些D.向右移動(dòng)游碼(2)當(dāng)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(hào))。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(jì)算可得：老醋的密度是kg/m36 .黎黎同學(xué)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(jìn)行測量。(1)把天平放在水平臺(tái)上，將撥到標(biāo)尺左端的零刻線處后，發(fā)現(xiàn)天平橫梁左高右低，應(yīng)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(shí)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(xué)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(shí)值(選填“偏大”或“偏小”)(6)黎黎同學(xué)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