測量密度的方法歸類和總結(jié) 專題

1、初中物理實驗探究測量密度的方法歸類和總結(jié) 專題 等等 體體 積積 法法 實驗器材：天平實驗器材：天平(含砝碼含砝碼)、刻度尺、燒杯、刻度尺、燒杯(無刻無刻 度度)、適量的水、足量的牛奶、細(xì)線。、適量的水、足量的牛奶、細(xì)線。實驗步驟：實驗步驟： 1.用調(diào)節(jié)好的天平，測出空燒杯的質(zhì)量用調(diào)節(jié)好的天平，測出空燒杯的質(zhì)量m0； 2.將適量的水倒入燒杯中，用天平測出燒杯和將適量的水倒入燒杯中，用天平測出燒杯和 水的總質(zhì)量水的總質(zhì)量m1，用刻度尺量出水面達(dá)到的，用刻度尺量出水面達(dá)到的 高度高度h（或用細(xì)線標(biāo)出水面的位置）；（或用細(xì)線標(biāo)出水面的位置）； 3.將水倒出，在燒杯中倒入牛奶，使其液面將水倒出，在燒杯

2、中倒入牛奶，使其液面 達(dá)到達(dá)到h處（或達(dá)到細(xì)線標(biāo)出的位置），用天處（或達(dá)到細(xì)線標(biāo)出的位置），用天 平測出燒杯和牛奶的總質(zhì)量平測出燒杯和牛奶的總質(zhì)量m2。水水牛牛mm水水水牛牛0102mmmmmm 實驗結(jié)果：實驗結(jié)果： 因為水和牛奶的體積相等，因為水和牛奶的體積相等， V V牛牛V V水水 注意：實驗器材中只有天平（含注意：實驗器材中只有天平（含砝碼），但沒有量筒，可以借助水砝碼），但沒有量筒，可以借助水的密度已知，利用體積相等，計算的密度已知，利用體積相等，計算出密度。我們稱之等體積法。出密度。我們稱之等體積法。 等等 質(zhì)質(zhì) 量量 法法 實驗器材：天平、刻度尺、兩個相同的燒杯實驗器材：天平、刻

3、度尺、兩個相同的燒杯( (無刻無刻度度) )、適量的水、足量的牛奶、滴管。、適量的水、足量的牛奶、滴管。實驗步驟：實驗步驟： （1 1）調(diào)節(jié)天平，將兩個相同的燒杯分別放在天）調(diào)節(jié)天平，將兩個相同的燒杯分別放在天 平的左右盤上；平的左右盤上； （2 2）將適量的水和牛奶分別倒入兩個燒杯中，）將適量的水和牛奶分別倒入兩個燒杯中， 直至天平再次平衡為止；直至天平再次平衡為止； （3 3）用刻度尺分別測量出燒杯中水面達(dá)到的高）用刻度尺分別測量出燒杯中水面達(dá)到的高 度度h h水水和牛奶液面達(dá)到的高度和牛奶液面達(dá)到的高度h h牛牛。實驗結(jié)果：實驗結(jié)果： 因為水和牛奶的質(zhì)量相等，因為水和牛奶的質(zhì)量相等， m

4、 m牛牛m m水水 牛牛V V牛牛水水V V水水 牛牛h h牛牛S S水水h h水水S S 牛牛h h牛牛水水h h水水 即即 牛牛水牛水hh注意：注意：這道題給出天平，但不含砝這道題給出天平，但不含砝 碼，就沒有辦法測出水和牛奶的碼，就沒有辦法測出水和牛奶的 質(zhì)量值。質(zhì)量值。 可以利用刻度尺測出水和牛奶可以利用刻度尺測出水和牛奶 的高度，計算出牛奶的密度。這的高度，計算出牛奶的密度。這 種方法，我們稱之為等質(zhì)量法。種方法，我們稱之為等質(zhì)量法。 助助 沉沉 法法 例題例題 有一塊形狀不規(guī)則的蠟塊，欲測量它的密度，所需有一塊形狀不規(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

5、測量的結(jié)果。哪些器材并寫出實驗步驟，并表示出測量的結(jié)果。分分 析：析：用天平和量筒測定密度小于水的物質(zhì)的密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。度，可用助沉法測體積。 實驗原理：實驗原理：實驗器材：天平（砝碼）、量筒、燒杯、滴管、實驗器材：天平（砝碼）、量筒、燒杯、滴管、 線、水、蠟塊、鐵塊。線、水、蠟塊、鐵塊。實驗步驟：實驗步驟： （1）用調(diào)節(jié)好的天平，測出蠟塊的質(zhì)量）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）在量筒中倒入適量的水，如圖甲將蠟塊和鐵塊 用細(xì)線拴好，先將測鐵塊沒入水中，測出水用細(xì)線拴好，先將測鐵塊沒入水中，測出水

6、和石塊的體積和石塊的體積V1 （3）再將蠟塊浸沒在水中，如圖乙。（助沉法）測出）再將蠟塊浸沒在水中，如圖乙。（助沉法）測出 水、石塊、蠟塊的體積總體積水、石塊、蠟塊的體積總體積V2；實驗結(jié)論：實驗結(jié)論： 12vvmVm注意注意：物質(zhì)的密度比水小，放在量筒的水中漂物質(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，方法是助沉法中的沉錘法，還可以用針壓法，即用一根很細(xì)的針，將物體壓入量筒的水中，即用一根很細(xì)的針，將物體壓入量筒的水中，忽略細(xì)針在水中占據(jù)的體積，則可用排水法直忽略細(xì)針在水中占據(jù)的體積

7、，則可用排水法直接測出物體的體積了。接測出物體的體積了。1111（西城（西城0505一摸）用天平和量筒測某種液體的密度。一摸）用天平和量筒測某種液體的密度。在調(diào)節(jié)天平平衡時，首先應(yīng)將游碼置于標(biāo)尺左端的在調(diào)節(jié)天平平衡時，首先應(yīng)將游碼置于標(biāo)尺左端的_處，然后調(diào)節(jié)處，然后調(diào)節(jié)_，使天平的橫梁處于水平平衡。，使天平的橫梁處于水平平衡。實驗的主要測量步驟如下：實驗的主要測量步驟如下：用天平稱出燒杯和液體的質(zhì)量用天平稱出燒杯和液體的質(zhì)量m m1 1；從天平上取下燒杯，向量筒中倒入一定體積的液體，如圖從天平上取下燒杯，向量筒中倒入一定體積的液體，如圖2424；用天平稱出燒杯和剩余液體的質(zhì)量用天平稱出燒杯和剩

8、余液體的質(zhì)量m m2 2，如圖，如圖2525；請將測量數(shù)據(jù)和計算結(jié)果填入表格。請將測量數(shù)據(jù)和計算結(jié)果填入表格。燒杯和燒杯和液體總液體總質(zhì)量質(zhì)量 m m1/g1/g燒杯和燒杯和剩余液剩余液體質(zhì)量體質(zhì)量 m m2/g2/g液體體液體體積積V V/cm/cm3 3液體液體密度密度 /g/g cmcm 3 3 105 105【例題【例題】小明家買的某品牌的牛奶喝著感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)該為牛奶的密度應(yīng)該為1.03g/cm1.03g/cm3

9、3，然后他找來，然后他找來一根粗細(xì)均勻的細(xì)木棒，在木棒的表面均一根粗細(xì)均勻的細(xì)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勻地涂上一層蠟，并在木棒的一端繞上一段金屬絲段金屬絲( (體積不計體積不計) )，做成了一枝，做成了一枝“密度密度計計”，小明又找來一個足夠深的盛水容器，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)出計算牛奶密度出主要的測量步驟并推導(dǎo)出計算牛奶密度的公式的公式( (有足量的水和牛奶有足量的水和牛奶) )。 等浮力

10、法等浮力法分析：分析： 實驗原理實驗原理：漂浮條件、阿基米德原理。實驗器材實驗器材：刻度尺、粗細(xì)均勻的細(xì)木棒、一段金屬 絲、燒杯、水、牛奶。實驗步驟實驗步驟：（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牛牛。實驗結(jié)論：實驗結(jié)論： 因為因為“密度計密度計”在水中和在在水中和在牛奶中，均處于漂浮狀態(tài)。因此牛奶中，均處于漂浮狀態(tài)。因此“密度計密度計”在在水中和在牛

11、奶中受到的浮力都等于水中和在牛奶中受到的浮力都等于“密度計密度計”的重力。的重力。“密度計密度計”的重力不變，所以兩次浮的重力不變，所以兩次浮力相等。即力相等。即 F F牛牛F F水水，根據(jù)阿基米德原理可得：，根據(jù)阿基米德原理可得：牛牛g gV V牛排牛排水水g gV V水排水排牛牛g gShSh牛排牛排水水g gShSh水排水排h h牛排牛排L Lh h牛牛 h h水排水排 L Lh h水水牛牛( (L Lh h牛牛) ) 水水( (L Lh h水水) ) 牛奶的密度：牛奶的密度：水牛水牛hhLL 注意：注意：從給定的器材看，即無量筒，也從給定的器材看，即無量筒，也無天平，此時解題的著眼點就

12、不能局限無天平，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，而給出富的聯(lián)想，而給出“密度計密度計”，是和浮，是和浮力有關(guān)的，就要聯(lián)想到利用浮力測液體力有關(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的密度。這種利用兩次浮力相等來測密度，我們簡稱為度，我們簡稱為“等浮力法等浮力法”。-測固體密度測固體密度彈簧測力計法彈簧測力計法也可稱也可稱(雙提法）雙提法） 【例題【例題】張小清同學(xué)撿到一塊不知張小清同學(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)想測出它沉沒，現(xiàn)在，小清同學(xué)

13、想測出它的密度，但身邊只有一支彈簧秤、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，寫出實驗步塊密度的實驗過程，寫出實驗步驟驟分析與解：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：實驗原理：阿基米德原理 實驗器材：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：實驗步驟： （1）用細(xì)線系住金屬塊，在燒杯中倒

14、入適）用細(xì)線系住金屬塊，在燒杯中倒入適 量的水；量的水； （2）用彈簧測力計測出金屬塊受到的重力）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）用彈簧測力計測出金屬塊浸沒在水中受 到的拉力到的拉力F。實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：金金水FGG 注意：注意：利用彈簧測力計提著金屬塊測一次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。測量物體密度

15、的方法。 密度的表達(dá)式推導(dǎo)過程如下：密度的表達(dá)式推導(dǎo)過程如下： F F浮浮G GF F拉拉 V V金金 金金g水浮F水FGGgVGVm彈簧測力計法彈簧測力計法（也可稱三提法）（也可稱三提法） -測液體密度測液體密度（05年北京）小東同學(xué)想測出年北京）小東同學(xué)想測出液體液體B的密度的密度，他手邊，他手邊只有：一個彈簧測力計、一根細(xì)線、一個小石塊、兩只有：一個彈簧測力計、一根細(xì)線、一個小石塊、兩個燒杯和足量的水。小東同學(xué)根據(jù)這些器材設(shè)計出了個燒杯和足量的水。小東同學(xué)根據(jù)這些器材設(shè)計出了下面的實驗步驟，但不完整。請你將小東的實驗步驟下面的實驗步驟，但不完整。請你將小東的實驗步驟補(bǔ)充完整：補(bǔ)充完整：（

16、1）用細(xì)線系住小石塊，將適量的水與液體）用細(xì)線系住小石塊，將適量的水與液體B分分 別倒入兩個燒杯中；別倒入兩個燒杯中；（2） ；（3）用彈簧測力計測出小石塊浸沒在水中受到的）用彈簧測力計測出小石塊浸沒在水中受到的 拉力拉力F；（4） 。 請根據(jù)小東測量的物理量表示出液體請根據(jù)小東測量的物理量表示出液體B的密的密 度：度：B 。分析與解：分析與解：上面的例題是用彈簧測力計，測不溶于水且密度大于水的固體的密度。如果再用彈簧測力計提著物體浸沒在未知液中，就可以測出未知液體的密度。這就是所謂的“三提法”。 這道題已經(jīng)將實驗器材以及部分實驗步驟寫出。 應(yīng)補(bǔ)充的步驟為： （2）用彈簧測力計測出小石塊受到的

17、重力G （4）用彈簧測力計測出小石塊浸沒在液體B 中受到的拉力F實驗結(jié)果：液體實驗結(jié)果：液體B B的密度：的密度：B B水FGFG【例題【例題】設(shè)計兩種測量牛奶密度的設(shè)計兩種測量牛奶密度的方法，所需器材請在以下提供的方法，所需器材請在以下提供的器材中選擇。器材中選擇。 器材：天平器材：天平( (含砝碼含砝碼) )、刻度尺、刻度尺、兩端開口的直玻璃管兩端開口的直玻璃管( (一端扎有橡一端扎有橡皮膜皮膜) )、燒杯、燒杯( (無刻度無刻度) )、適量的水、適量的水、足量的牛奶、細(xì)線。足量的牛奶、細(xì)線。 分析：這是一道開放性設(shè)計實分析：這是一道開放性設(shè)計實驗，難度較大的題目。根據(jù)提供驗，難度較大的題

18、目。根據(jù)提供的器材，實驗設(shè)計如下。的器材，實驗設(shè)計如下。 等等 壓壓 強(qiáng)強(qiáng) 法法 實驗器材：刻度尺、兩端開口的直玻璃管實驗器材：刻度尺、兩端開口的直玻璃管(一端扎有橡一端扎有橡 皮膜皮膜)、燒杯、燒杯(無刻度無刻度)、適量的水、足量的牛奶、適量的水、足量的牛奶、 細(xì)線。細(xì)線。實驗步驟：實驗步驟： 1.燒杯中倒入適量的水；燒杯中倒入適量的水； 2.將適量的牛奶倒入直玻璃管中，讓扎有橡皮膜的一端將適量的牛奶倒入直玻璃管中，讓扎有橡皮膜的一端 放在水平桌面上，如圖甲，用刻度尺測出牛奶的高度放在水平桌面上，如圖甲，用刻度尺測出牛奶的高度 h牛牛； 3.將直玻璃管緩緩放入燒杯的水中，觀察橡皮膜的凹陷將直

19、玻璃管緩緩放入燒杯的水中，觀察橡皮膜的凹陷 程度，直到橡皮膜呈水平狀態(tài)時為止。用刻度尺測出程度，直到橡皮膜呈水平狀態(tài)時為止。用刻度尺測出 橡皮膜到橡皮膜到水面的高度水面的高度h水，如圖乙。水，如圖乙。 h牛h水圖甲圖乙實驗結(jié)果：實驗結(jié)果：當(dāng)橡皮膜呈水平狀態(tài)時，牛奶對橡皮膜向下的壓強(qiáng)等于誰對橡皮膜向上的壓強(qiáng)。即p牛p水 牛gh牛水gh水牛奶的密度：牛水牛水hh 一漂一沉法一漂一沉法（06題型示例）（開放式）15小紅家有一個空心的廢牙膏皮，學(xué)習(xí)了密度知識后，想利用量筒和水測定牙膏皮的密度，請你幫她完成下列任務(wù)。（1）寫出實驗步驟；（2）用所測量出的物理量寫出 牙膏皮密度的表達(dá)式。 【中】 （甲）（

20、乙）分析：分析：（1 1）實驗步驟：）實驗步驟： 在量筒內(nèi)倒入適量的水，記下量筒的在量筒內(nèi)倒入適量的水，記下量筒的 示數(shù)為示數(shù)為V V0 0； 使空牙膏皮漂浮在量筒中，記下量筒使空牙膏皮漂浮在量筒中，記下量筒 的示數(shù)為的示數(shù)為V V1 1； 將空牙膏皮卷成團(tuán)，把空氣排除，浸沒將空牙膏皮卷成團(tuán)，把空氣排除，浸沒 在量筒的水中，記下量筒中的水示數(shù)為在量筒的水中，記下量筒中的水示數(shù)為 V V2 2。（2 2）牙膏皮密度的表達(dá)式）牙膏皮密度的表達(dá)式： 水0201VVVV 分析與解：分析與解：這道題運用的實驗原理：這道題運用的實驗原理：物體的漂浮條件。所謂物體的漂浮條件。所謂“一漂一沉一漂一沉法法”，即

21、，即“一漂一漂”：當(dāng)物體漂浮在液：當(dāng)物體漂浮在液面靜止時，它受到的浮力等于重力。面靜止時，它受到的浮力等于重力。利用物體漂浮在水中找到重力利用物體漂浮在水中找到重力-得到物體的質(zhì)量；得到物體的質(zhì)量；“一沉一沉”：利用物：利用物體沉沒在水中，找到體積，則物體的體沉沒在水中，找到體積，則物體的密度就可以測得。密度就可以測得。例題例題 如圖在盛有水的量筒中放一個木塊，水如圖在盛有水的量筒中放一個木塊，水 面所對量筒的示數(shù)為面所對量筒的示數(shù)為V V1 1，如圖甲；若在木塊上，如圖甲；若在木塊上 一石塊后木塊仍漂浮，此時水面所對量筒的示一石塊后木塊仍漂浮，此時水面所對量筒的示 數(shù)為數(shù)為V V2 2，如圖

22、乙；若將石塊從木塊上拿下放入，如圖乙；若將石塊從木塊上拿下放入 水中，水面所對量筒的示數(shù)為水中，水面所對量筒的示數(shù)為V V3 3，如圖丙。，如圖丙。 求：石塊的密度。求：石塊的密度。木塊石石V2V3 圖甲圖甲 圖乙圖乙 圖丙圖丙 木塊木塊木塊木塊V1 杠杠 桿桿 法法 （2006 北京）小東想估測出某種油的密度北京）小東想估測出某種油的密度油，油，他手邊的他手邊的 測量工具只有刻度尺。小東利用身邊測量工具只有刻度尺。小東利用身邊的器材設(shè)計出一個實驗方案。首先找一根直硬棒，的器材設(shè)計出一個實驗方案。首先找一根直硬棒，用細(xì)線系在用細(xì)線系在O點吊起，硬棒在水平位置平衡，然點吊起，硬棒在水平位置平衡，

23、然后將已知密度為后將已知密度為的金屬塊的金屬塊B掛在硬棒左端掛在硬棒左端C處，處，另外找一個重物另外找一個重物A掛在硬棒右端，調(diào)節(jié)重物掛在硬棒右端，調(diào)節(jié)重物A的的位置，使硬棒在水平位置平衡，此時重物掛在硬位置，使硬棒在水平位置平衡，此時重物掛在硬棒上的位置為棒上的位置為E，如圖所示。下面是小東測出，如圖所示。下面是小東測出油的部分實驗步驟，請你按照小東的實驗思路，油的部分實驗步驟，請你按照小東的實驗思路，將實驗步驟補(bǔ)充完整。將實驗步驟補(bǔ)充完整。（1）用刻度尺測出）用刻度尺測出OE的長度的長度Lo；（2）把金屬塊）把金屬塊B浸沒在油中，把重物浸沒在油中，把重物A從從E 處移動到處移動到D處時，硬棒再次在水平位處時，硬棒再次在水平位置平衡；置平衡；（3） ；（4）利用上述測量出的物理量和題中的已）利用上述測量出的物理量和題中的已知知 量計算量計算油的表達(dá)式為：油