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密度测量专题
1.《天平量筒法》
有一块形状不规则的石块,欲测量它的密度,实验器材和实验步骤如下。
实验器材:天平(砝码)、量筒、烧杯、滴管、线、水、石块
实验步骤:
(1)用调节好的天平,测出石块的质量m;
(2)在量筒中倒入适量的水,测出水的体积V1
(3)将石块用细线拴好,放在盛有水的量筒中,(排水法)测出总体积V2;
实验结论:ρ=
2.《 助 沉 法 》
有一块形状不规则的蜡块,欲测量它的密度,实验器材和实验步骤如下。
实验器材:天平(砝码)、量筒、烧杯、滴管、 线、水、蜡块、铁块。
实验步骤:
(1)用调节好的天平,测出蜡块的质量m;
(2)在量筒中倒入适量的水,体积V1,将蜡块和铁块用细线拴好,先将铁块没入水中,水和铁块的总体积V2
(3)再助沉法将蜡块浸没在水中,测出水、铁块、蜡块的总体积V3 。
实验结论:ρ=
3.《用天平和量筒测某种液体的密度》
实验的主要测量步骤如下:
①用天平称出烧杯和液体的质量m1;
②从天平上取下烧杯,向量筒中倒入一定体积的液体,如图24;
③用天平称出烧杯和剩余液体的质量m2,
实验结论:ρ=
4.《等 体 积 法》 (缺少量筒)
利用如下器材测量牛奶密度
实验器材:天平(含砝码)、刻度尺、烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、细线。
实验步骤:
1.用调节好的天平,测出空烧杯的质量m0;
2.将适量的水倒入烧杯中,用天平测出烧杯和水的总质量m1,用刻度尺量出水面达到的高度h(或用细线标出水面的位置);
3.将水倒出,在烧杯中倒入牛奶,使其液面达到h处(或达到细线标出的位置),用天平测出烧杯和牛奶的总质量m2。
实验结果: ρ=
5.《等 质 量 法》(缺少量筒)
利用如下器材测量牛奶密度
实验器材:天平、刻度尺、两个相同的烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、滴管。
实验步骤:
(1)调节天平,将两个相同的烧杯分别放在天平的左右盘上;
(2)将适量的水和牛奶分别倒入两个烧杯中,直至天平再次平衡为止;
(3)用刻度尺分别测量出烧杯中水面达到的高度h水和牛奶液面达到的高度h牛。
实验结果:ρ=
6.《等 压 强 法 》
利用如下器材测量牛奶密度
实验器材:刻度尺、两端开口的直玻璃管(一端扎有橡皮膜)、烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、细线。
h牛
h水
图甲
图乙
h牛
实验步骤:
1.烧杯中倒入适量的水;
2.将适量的牛奶倒入直玻璃管中,让扎有橡皮膜的一端放在水平桌面上,用刻度尺测出牛奶的高度 h牛;
3.将直玻璃管缓缓放入烧杯的水中,观察橡皮膜的凹陷程度,直到橡皮膜呈水平状态时为止。用刻度尺测
出橡皮膜到水面的高度h水。
实验结果:牛奶的密度:ρ牛=
7. 双提法 测固体密度 (固体密度大于水的密度)
张小清同学捡到一块不知名的金属块,将它放到水中可以沉没,现在,小清同学想测出它的密度,但身边只有一支弹簧测力计、一个烧杯及足量的水,请你帮她想一想,替她设计一个测量金属块密度的实验过程,写出实验步骤
实验原理:阿基米德原理
实验器材:一支弹簧测力计、一个烧杯及足量的水、金属块、线。
实验步骤:(1)用细线系住金属块,在烧杯中倒入适量的水;
(2)用弹簧测力计测出金属块受到的重力G;
(3)用弹簧测力计测出金属块浸没在水中受到的拉力F。
实验结论:ρ金=
8.(也可称三提法)测液体密度
小东同学想测出液体B的密度,他手边只有:一个弹簧测力计、一根细线、一个小石块、两个烧杯和足量的水。小东同学根据这些器材设计出了下面的实验步骤:
(1)用细线系住小石块,将适量的水与液体B分别倒入两个烧杯中;
(2)用弹簧测力计测出小石块受到的重力G
(3)用弹簧测力计测出小石块浸没在水中受到的拉力F;
(4)用弹簧测力计测出小石块浸没在液体B中受到的拉力F'
实验结果:液体B的密度:ρB=
9.《一漂一沉法》(固体可做成空心或密度小于水的密度如橡皮泥、木块等)
例题.小红家有一个空心的废牙膏皮,学习了密度知识后,想利用量筒和水测定牙膏皮的密度,请你帮她完成下列任务。
(1)实验步骤:
①在量筒内倒入适量的水,记下量筒的示数为V0;
②使空牙膏皮漂浮在量筒中,记下量筒的示数为V1;
③将空牙膏皮卷成团,把空气排除,浸没在量筒的水中,记下量筒中的水示数为V2。
(2)牙膏皮密度的表达式:
ρ=
10.等浮力法
【例题】小明家买的某品牌的牛奶喝着感觉比较稀,因此他想试着用学过的知识测量一个这种牛奶的密度。他先上网查询了牛奶的密度应该为1.03g/cm3,然后他找来一根粗细均匀的细木棒,在木棒的表面均匀地涂上一层蜡,并在木棒的一端绕上一段金属丝(体积不计),做成了一枝“密度计”,小明又找来一个足够深的盛水容器和一把刻度尺,请你帮助小明利用这些器材设计一个测量牛奶密度的方案。要求写出主要的测量步骤并推导出计算牛奶密度的公式(有足量的水和牛奶)。
分析:实验原理:漂浮条件、阿基米德原理。
实验器材:刻度尺、粗细均匀的细木棒、一段金属丝、烧杯、水、牛奶。
实验步骤:
(1)将一段金属丝绕在木棒的一端,制成“密度计”,用刻度尺测出其长度L;
(2)将 “密度计”放入盛有水的烧杯中,使其漂浮在水中,用刻度尺测出“密度计”露出水面的高 度h水;
(3)将 “密度计”放入盛有牛奶的烧杯中,使其漂浮在牛奶中,用刻度尺测出“密度计”露出牛奶 液面的高度h牛。
实验结论: 因为“密度计”在水中和在牛奶中,均处于漂浮状态。因此“密度计”在水中和在牛奶中受到的浮力都等于“密度计”的重力。“密度计”的重力不变,所以两次浮力相等。即 F牛=F水,根据阿基米德原理可得:ρ牛gV牛排=ρ水gV水排 ρ牛gSh牛排=ρ水gSh水排
∵h牛排=L-h牛 h水排 =L-h水
∴ρ牛(L-h牛) =ρ水(L-h水)
牛奶的密度:
11.杠杆法(注意:利用杠杆平衡条件不但能测液体密度,还能测固体密度,不过要将被测固体浸没在已知密度的液体中。)
例题(2006 )小东想估测出某种油的密度ρ油,他手边的 测量工具只有刻度尺。小东利用身边的器材设计出一个实验方案。首先找一根直硬棒,用细线系在O点吊起,硬棒在水平位置平衡,然后将已知密度为ρ的金属块B挂在硬棒左端C处,另外找一个重物A挂在硬棒右端,调节重物A的位置,使硬棒在水平位置平衡,此时重物挂在硬棒上的位置为E,如图所示。下面是小东测出ρ油的部分实验步骤,请你按照小东的实验思路,将实验步骤补充完整。
(1)用刻度尺测出OE的长度Lo;
(2)把金属块B浸没在油中,把重物A从E处移动到D处时,硬棒再次在水平位置平衡;
(3) ;
(4)利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算ρ油的表达式为: 。
例题 在课外小组里,肖英和其他同学利用木棍、铁块和细绳等材料制作了一杆可以测量液体密度的“密度秤”。把细绳系在木棍的重心O处并把木棍挂起,M和N是两个铁块。当M在A点,N在B点时,木棍如图所示平衡。把M浸没在水中,N移至C点时,木棍再次水平平衡。把M浸没在某种液体中,N移至D点时,木棍又处于水平平衡。可知被测液体的密度________水的密度。
例题 如图所示,杠杆每一小格的长度相等,杠杆质量不计,以O为支点。杠杆左端挂有物体M,支点右边A挂钩码,杠杆平衡。将物体M浸没在水中,钩码移动到B处后,杠杆又平衡。求:物体M的密度。
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