2024河北中考物理二輪重點(diǎn)專(zhuān)題研究 微專(zhuān)題 利用浮力測(cè)量物質(zhì)的密度（課件）

利用浮力測(cè)量物質(zhì)的密度微專(zhuān)題實(shí)驗(yàn)突破—科學(xué)探究素養(yǎng)提升思路點(diǎn)撥圖示法過(guò)實(shí)驗(yàn)缺量筒，即無(wú)法直接測(cè)出體積，可利用浮力知識(shí)，求出物體在水中所受到的浮力，然后利用阿基米德原理F浮＝ρ液gV排間接求出物體體積．一、缺量筒

示意圖實(shí)驗(yàn)步驟推導(dǎo)過(guò)程固體(1)用天平測(cè)出物體的質(zhì)量m1；(2)把盛有水的燒杯放在天平上測(cè)量，此時(shí)天平示數(shù)為m2；(3)用細(xì)線使待測(cè)物體浸沒(méi)在水中，此時(shí)天平示數(shù)為m3物體所受的浮力F浮＝m3g－m2g由F?。溅阉甮

V排可得，物體的體積V＝V排＝________物體的質(zhì)量為m1，則物體的密度ρ＝_____________

示意圖實(shí)驗(yàn)步驟推導(dǎo)過(guò)程固體(1)用天平測(cè)出物體的質(zhì)量為m1；(2)用天平測(cè)出空燒杯的質(zhì)量為m0；(3)將物體輕輕地放入盛滿水的溢水杯中下沉，同時(shí)用燒杯收集溢出的水；(4)用天平測(cè)出燒杯和溢水杯中溢出水的總質(zhì)量為m2

物體在水中下沉，根據(jù)F浮＝G排＝ρ液gV排得，物體的體積V物＝V排水＝＝________物體的質(zhì)量為m1，則物體的密度ρ＝_______

示意圖實(shí)驗(yàn)步驟液體(1)用天平測(cè)出玻璃杯的質(zhì)量為m1；(2)向大燒杯中倒入適量的水，使玻璃杯漂浮在水面，用記號(hào)筆標(biāo)記水面在玻璃杯上對(duì)應(yīng)的位置b；(3)倒出大燒杯中的水并擦干凈，向大燒杯里倒入適量的鹽水，使玻璃杯漂浮在鹽水上，向玻璃杯中倒水，直到鹽水液面與位置b相平；(4)取出玻璃杯并擦干外面的鹽水，用天平測(cè)出玻璃杯以及杯中水的總質(zhì)量為m2

示意圖推導(dǎo)過(guò)程液體由玻璃杯在水中漂浮可得F浮＝G物＝m1g，結(jié)合F浮＝ρ液gV排可得，ρ水gV排水＝m1g，則玻璃杯排開(kāi)水的體積V排水＝_______由玻璃杯在鹽水中漂浮可得F浮′＝G物′＝m2g，結(jié)合阿基米德原理可得ρ鹽水gV排鹽水＝m2g向玻璃杯中倒水，直到鹽水液面與位置b相平，則玻璃杯在水與鹽水中排開(kāi)液體的體積相同，即V排水＝V排鹽水鹽水的密度ρ鹽水＝________

示意圖實(shí)驗(yàn)步驟推導(dǎo)過(guò)程液體(1)把裝有適量鹽水的燒杯置于天平左盤(pán)中，用細(xì)線拴著物體(體積為V物)使其浸沒(méi)在鹽水中(不接觸燒杯底部和側(cè)壁，燒杯中無(wú)鹽水溢出)，用天平測(cè)出此時(shí)總質(zhì)量為m1；(2)將物體從燒杯中取出，用天平測(cè)出鹽水和燒杯的總質(zhì)量m2物體浸沒(méi)在鹽水中，此時(shí)V排＝V物，則物體所受的浮力F?。溅邀}水gV物物體受到的浮力等于燒杯對(duì)天平壓力的變化量，則有F?。?m1－m2)g鹽水的密度ρ鹽水＝________誤差分析：測(cè)得的鹽水密度與真實(shí)值相比偏大，原因是從燒杯中取出的物體沾有鹽水，使得m2偏小，則m1－m2偏大，密度偏大針對(duì)訓(xùn)練例1(2023南京)現(xiàn)有一瓶飲料，小明用托盤(pán)天平、燒杯和已知密度為ρ0的金屬塊測(cè)出了飲料的密度ρ.(1)將天平放在水平臺(tái)面上，游碼移至_______________________，調(diào)節(jié)平衡螺母，直至天平平衡．(2)用天平測(cè)出金屬塊的質(zhì)量m1，讀數(shù)如圖所示，為_(kāi)_____g.標(biāo)尺左端“0”刻度線處82.4(3)把金屬塊放入空燒杯中，往燒杯中倒入適量飲料，使金屬塊浸沒(méi)在飲料中，在燒杯液面位置做好標(biāo)記．測(cè)出此時(shí)瓶和飲料的總質(zhì)量為m2.(4)取出金屬塊，放在臺(tái)面上．往燒杯中倒飲料，直至液面到達(dá)標(biāo)記處，測(cè)出此時(shí)__________的總質(zhì)量為m3.(5)ρ＝____________(用符號(hào)表示)．金屬塊取出時(shí)帶走部分飲料，測(cè)量結(jié)果______(選填“偏大”“偏小”或“不變”)．瓶和飲料偏大例2

(2021唐山遷安二模改編)小明利用電子秤、細(xì)線，盛有適量水的燒杯設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)(如圖所示)來(lái)判斷一個(gè)手鐲是不是純銀制品．實(shí)驗(yàn)步驟：①首先利用電子秤測(cè)出手鐲的質(zhì)量m鐲＝0.018kg；②然后將裝有水的燒杯放在電子秤上，測(cè)量出此時(shí)水和燒杯的總質(zhì)量m0＝2.3kg；③接著用細(xì)繩吊住手鐲，將其完全浸沒(méi)在水中(手鐲與燒杯底不接觸)，此時(shí)水和燒杯、手鐲的總質(zhì)量m1＝2.302kg.(1)分析并計(jì)算可知，該手鐲所受的浮力是_____N，手鐲的密度是______kg/m3.(2)查詢資料可知，銀的密度為10.5×103kg/m3，則說(shuō)明該手鐲______(選填“是”或“不是”)純銀材質(zhì)的．0.029×103不是例3

小明在家中利用臺(tái)秤、玻璃杯、水、玻璃缸、記號(hào)筆來(lái)測(cè)量鹽水的密度．(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：①將玻璃杯放在臺(tái)秤上，測(cè)出空玻璃杯的質(zhì)量為m1；②如圖甲向玻璃缸中倒入適量的水，使空玻璃杯漂浮在水面上，用記號(hào)筆記下水面在玻璃杯上對(duì)應(yīng)的位置b，此時(shí)玻璃杯受到的浮力為_(kāi)_____；m1g⑤鹽水密度的表達(dá)式為ρ鹽水＝________(用字母表示，已知水的密度為ρ水)．(2)若玻璃缸足夠深，玻璃杯的質(zhì)量為50g，容積為200mL(玻璃杯厚度忽略不計(jì))，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量出鹽水的密度為1.2×103kg/m3，圖乙中向玻璃杯中加水，當(dāng)玻璃杯剛好浸沒(méi)在鹽水中時(shí)，求加入水的質(zhì)量為_(kāi)____g．③倒出玻璃缸中的水并擦干凈，向玻璃缸里倒入適量的待測(cè)鹽水，擦干玻璃杯外面的水，使玻璃杯漂浮在鹽水面上(如圖乙)．向玻璃杯中倒水，直到鹽水液面與________相平；④取出玻璃杯并擦干外面的鹽水，用臺(tái)秤測(cè)出其總質(zhì)量為m2；位置b190二、缺天平圖示法過(guò)實(shí)驗(yàn)思路點(diǎn)撥缺天平，即無(wú)法直接測(cè)量質(zhì)量，可利用浮力法直接進(jìn)行求解.示意圖實(shí)驗(yàn)步驟推導(dǎo)過(guò)程固體(1)在量筒內(nèi)裝有適量的水，讀取示數(shù)V1；(2)將物塊放入量筒，使其漂浮在水面上，此時(shí)量筒示數(shù)V2；(3)用一細(xì)鐵絲使待測(cè)物塊浸沒(méi)在水中，讀取量筒示數(shù)V3由阿基米德原理知G物＝F?。溅阉甮(V2－V1)故物塊的質(zhì)量m＝ρ水(V2－V1)物塊的體積V＝V3－V1故物塊的密度ρ＝________注：1.此方法適用于密度小于水的物體；2.鐵絲應(yīng)盡量的細(xì)，以減小誤差示意圖實(shí)驗(yàn)步驟推導(dǎo)過(guò)程固體(1)將待測(cè)物體放入燒杯內(nèi)，然后將燒杯放入盛有水的水槽內(nèi)，用筆在水槽上標(biāo)記出液面；(2)取出燒杯內(nèi)的物體，往燒杯里緩慢倒入水，直到水槽內(nèi)液面達(dá)到標(biāo)記的高度；(3)將燒杯內(nèi)水倒入量筒內(nèi)，讀取示數(shù)為V1；(4)再將物體放入量筒中，使其浸沒(méi)于水中，讀取示數(shù)為V2由阿基米德原理可得物體的質(zhì)量m物＝m水＝ρ水V1物體的體積V＝V2－V1故物體的密度ρ＝_______注：1.此方法適用于密度大于水的物體；2.此方法燒杯中的水無(wú)法完全倒入量筒中，使測(cè)得物體的質(zhì)量偏小，密度偏小示意圖實(shí)驗(yàn)步驟推導(dǎo)過(guò)程液體(1)量筒內(nèi)裝有體積為V1的水；(2)將一密度較小的固體放入水中，此時(shí)示數(shù)為V2；(3)在另一空量筒內(nèi)裝入適量的待測(cè)液體，測(cè)得體積為V3；(4)再將固體放入該液體內(nèi)，此時(shí)示數(shù)為V4因?yàn)楣腆w在水中和待測(cè)液體中都漂浮，所以固體在兩液體中所受的浮力相等，即ρ液g(V4－V3)＝ρ水g(V2－V1)，故液體的密度ρ液＝________示意圖實(shí)驗(yàn)步驟推導(dǎo)過(guò)程液體(1)在小燒杯中倒入適量的水，然后將小燒杯放入一個(gè)水槽內(nèi)，用筆在水槽上標(biāo)記出液面高度；(2)將小燒杯中的水倒入量筒內(nèi)測(cè)得體積為V1；(3)將小燒杯放在水槽內(nèi)，將待測(cè)液體緩慢地倒入小燒杯內(nèi)，直到水槽內(nèi)液面上升到標(biāo)記處；(4)將小燒杯內(nèi)的待測(cè)液體倒入量筒內(nèi)測(cè)得體積為V2因兩次水槽內(nèi)液面高度相同，故可知，待測(cè)液體質(zhì)量與水的質(zhì)量相等，即m液＝V1ρ水待測(cè)液體的體積為V2，故液體的密度ρ液＝____針對(duì)訓(xùn)練例1小明同學(xué)想在不借助天平的情況下，利用量筒測(cè)豆?jié){的密度，于是找來(lái)一個(gè)小試管進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn)．①如圖A所示，在量筒中倒入少量的豆?jié){，記下量筒示數(shù)為V，然后把豆?jié){倒入小試管中；②在另一個(gè)量筒中倒入適量的水，然后_____________________________，如圖B所示，記下量筒中水面到達(dá)的刻度V1；③取出小試管，倒盡豆?jié){并擦干后，再把小試管放入步驟②中的量筒中使其處于漂浮狀態(tài)，如圖C所示，記下液面到達(dá)的刻度V2；把裝有豆?jié){的小試管放入量筒中④豆?jié){密度的表達(dá)式為ρ豆?jié){＝____________.(已知水的密度為ρ水)例2

(2023廣東省卷)受“曹沖稱(chēng)象”的啟發(fā)，小明在家利用量筒、碗、水盆和足量的水(密度為ρ水)、油性筆等，測(cè)量小玻璃珠的密度，如圖所示，實(shí)驗(yàn)步驟如下(請(qǐng)將步驟④補(bǔ)充完整)：①如圖甲，取一定數(shù)量的小玻璃珠放入空碗中，再把碗放入盛有水的水盆中，用油性筆在碗外壁上標(biāo)記水面的位置；②如圖乙，往量筒內(nèi)倒入適量的水，記下量筒中水的體積V1；③如圖丙，取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中，記下小玻璃珠和水的總體積V2；④如圖丁，將量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗內(nèi)，直到標(biāo)記處與碗外水面_____，記下量筒中小玻璃珠和剩余水的總體積V3.平齊完成下列填空(選用V1、V2、V3和ρ水表示以下物理量)：(1)小玻璃珠的總體積為V＝________．(2)小玻璃珠的總質(zhì)量為m＝___________．(3)小玻璃珠密度的表達(dá)式為ρ＝________．(4)在不改變實(shí)驗(yàn)方法的前提下，請(qǐng)?zhí)岢鲆粭l提高測(cè)量精度的措施：___________________________(示例：在同等容積的情況下?lián)Q用碗口面積較小的碗)．珠數(shù)量盡可能多一點(diǎn)玻璃圖示法過(guò)實(shí)驗(yàn)三、雙缺型示意圖實(shí)驗(yàn)步驟推導(dǎo)過(guò)程固體(1)用細(xì)線系住待測(cè)石塊，用調(diào)整好的彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得石塊的重力G0；(2)用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛著石塊，將其完全浸沒(méi)在盛有水的燒杯內(nèi)，不接觸燒杯側(cè)面和底部，此時(shí)示數(shù)為F石塊在水中所受的浮力F?。紾0－F，由F?。溅阉甮V排可得石塊的體積V物＝V排＝

；石塊的質(zhì)量m物＝；故ρ物＝_______示意圖實(shí)驗(yàn)步驟推導(dǎo)過(guò)程固體(1)使一空燒杯漂浮在水槽內(nèi)，用刻度尺測(cè)得液面的高度h1；(2)將待測(cè)物體放在燒杯內(nèi)，測(cè)得液面高度h2；(3)將固體取出通過(guò)細(xì)線直接放入水槽內(nèi)，測(cè)得液面高度h3假設(shè)燒杯的底面積為S，由步驟(1)(2)可得固體裝入燒杯放入水中所受的浮力為F浮＝G物＝ρ水g(h2－h(huán)1)S，則固體的質(zhì)量為m＝ρ水(h2－h(huán)1)S由步驟(1)(3)可得固體體積為V＝(h3－h(huán)1)S故固體的密度ρ物＝_______示意圖實(shí)驗(yàn)步驟推導(dǎo)過(guò)程液體(1)用細(xì)線系住金屬塊，用調(diào)整好的彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得金屬塊的重力G0；(2)在燒杯中裝入足夠多的水，用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛著金屬塊浸沒(méi)在水中，不觸及燒杯側(cè)壁和底部，此時(shí)示數(shù)為F1；(3)在燒杯中裝入足夠多的待測(cè)液體，用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛著金屬塊浸沒(méi)在待測(cè)液體中，不接觸燒杯側(cè)壁和底部，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F2物體浸入液體中后，受三個(gè)力，又因物體在豎直方向受力平衡，即G物＝F浮＋F拉，故有G0＝F1＋ρ水gV排＝F2＋ρ液gV排，可得ρ液＝________示意圖實(shí)驗(yàn)步驟推導(dǎo)過(guò)程液體(1)取粗細(xì)均勻的木棒，用刻度尺測(cè)量其長(zhǎng)度h，底部纏上足夠的金屬絲；(2)燒杯中裝入足夠多的水，將木棒放入燒杯內(nèi)豎直漂浮，用刻度尺測(cè)量露出水面的高度Δh1；(3)倒掉燒杯中的水，擦干燒杯內(nèi)壁的水珠，裝入足夠多的待測(cè)液體，將木棒放入燒杯內(nèi)，使其豎直漂浮，用刻度尺測(cè)量露出液面的高度Δh2自制密度計(jì)在兩種液體中都處于漂浮狀態(tài)，所受的浮力都等于自身重力，設(shè)木棒的底面積為S，則ρ水g(h－Δh1)S＝ρ液g(h－Δh2)S故液體的密度為ρ液＝__________示意圖實(shí)驗(yàn)步驟推導(dǎo)過(guò)程液體(1)使用刻度尺測(cè)出玻璃管的長(zhǎng)度為h，通過(guò)細(xì)線用橡皮膜將玻璃管一端密封住；(2)玻璃管內(nèi)部裝有適量的待測(cè)液體，用刻度尺測(cè)量液面高度為h1，緩慢浸入盛有水的燒杯內(nèi)，直至橡皮膜水平；(3)測(cè)得玻璃管露出水面的高度為Δh橡皮膜到水面的高度為h－Δh，水對(duì)橡皮膜的壓強(qiáng)為p水＝ρ水g(h－Δh)；液體對(duì)橡皮膜的壓強(qiáng)為p液＝ρ液gh1由橡皮膜水平可知橡皮膜兩個(gè)方向所受的壓強(qiáng)相等，即p水＝p液故液體的密度為ρ＝_____