1、测 密 度 的 方 法,峨边教师进修学校 廖泽君,一、天平量筒法有一块形状不规则的石块，欲测量它的密度，所需哪些器材并写出实验步骤，并表示出测量的结果。分 析：用天平和量筒测定密度大于水的物质的密度，可用 排水法测体积。 实验原理：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：,练习：用天平和量筒测某种液体的密度。 在调节天平平衡时，首先应将游码置于标尺左端的_处，然后调节_，使天平的横梁处于水平平衡。实验的主要
2、测量步骤如下：用天平称出烧杯和液体的质量m1；从天平上取下烧杯，向量筒中倒入一定体积的液体，如图1；用天平称出烧杯和剩余液体的质量m2，如图2； 请将测量数据和计算结果填入表格。,二、助 沉 法 有一块形状不规则的蜡块，测出它的密度 （写出需要的器材、实验步骤和蜡块密度的表达式。） 分 析：用天平和量筒测定密度小于水的物质的密度，可用助沉法测体积。 实验器材：天平（砝码）、量筒、烧杯、细线、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，先将铁块没入水中，测出水和铁块的体积V1 （3）将蜡块和铁块用细线拴好，一起浸没在水中（助沉法），测出水、铁块
3、、蜡块的总体积V2；,实验结论：,注意：物质的密度比水小，放在量筒的水中漂浮，不能直接用量筒测出体积。本例中采用的方法是助沉法中的沉锤法，还可以用针压法，即用一根很细的针，将物体压入量筒的水中，忽略细针在水中占据的体积，则可用排水法直接测出物体的体积了。,小敏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)，做成了一支“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
4、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表达式(有足量的水和牛奶)。,三、等浮力法（密度计）,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。,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“
5、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： 牛gV牛排水gV水排 牛gSh牛排水gSh水排 h牛排Lh牛 h水排 Lh水 牛(Lh牛) 水(Lh水)牛奶的密度：,注意：从给定的器材看，即无量筒，也无天平，此时解题的着眼点就不能局限于利用质量、体积测密度。应该展开丰富的联想，而给出“密度计”，是和浮力有关的，就要联想到利用浮力测液体的密度。这种利用两次浮力相等来测密度，我们简称为“等浮力法”。,四、 一漂一沉法,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）写出实验步骤；,（2）用所测
6、量出的物理量写出牙膏皮密度的表达式。,（1）实验步骤：在量筒内倒入适量的水，记下量筒的示数为V0；使空牙膏皮漂浮在量筒中，记下量筒的示数为V1；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：,这道题运用的实验原理：物体的漂浮条件。所谓“一漂一沉法”，即“一漂”：当物体漂浮在液面静止时，它受到的浮力等于重力。利用物体漂浮在水中找到重力-得到物体的质量；“一沉”：利用物体沉没在水中，找到体积，则物体的密度就可以测得。,练习：如图在盛有水的量筒中放一个木块，水面所对量筒的示数为V1，如图甲；若在木块上放一石块后木块仍漂浮，此时水面所对量筒的示数
7、为V2，如图乙；若将石块从木块上拿下放入水中，水面所对量筒的示数为V3，如图丙。 求：石块的密度。,五、弹簧测力计法 (双提法） -测固体密度小艳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秤、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，写出实验步骤及金属块密度的表达式。,分析： 这是一道典型的利用浮力知识测密度的试题。阿基米德原理的重要应用就是已知浮力求体积。它的基本思路就是用弹簧测力计测出浮力，利用水的密度已知，求得物体的体积，即可计算出物体的密度值。 实验原理：阿基米德原理 实验器材：一支弹簧秤、一个烧杯
8、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：金,注意：利用弹簧测力计提着金属块测一次重力；再提着金属块测一次金属块在水中时弹簧测力计的拉力。因此简称为双提法。这一实验使用的仪器少，操作简单，是常用的测量物体密度的方法。密度的表达式推导过程如下：F浮GF拉 V金 金,六、弹簧测力计法（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：分 析
9、：双提法是用弹簧测力计测不溶于水且密度大于水的固体的密度。如果再用弹簧测力计提着物体浸没在未知液中，就可以测出未知液体的密度。这就是所谓的“三提法”。,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； 请根据小东测量的物理量表示出液体B的密度：B 。,实验结果：液体B的密度：B,七、等 体 积 法利用天平(含砝码)、刻度尺、烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、细线。测牛奶的密度。 实验步骤：（1）用调节好的天平
10、，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： 因为水和牛奶的体积相等，V牛V水,注意：实验器材中只有天平（含砝码），但没有量筒，可以借助水的密度已知，利用体积相等，计算出密度。我们称之等体积法,八、等 质 量 法利用天平、刻度尺、两个相同的烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、滴管。测牛奶的密度。 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
11、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： 因为水和牛奶的质量相等，m牛m水 牛V牛水V水 牛h牛S水h水S牛h牛水h水即 牛,注意：这道题给出天平，但不含砝码，就没有办法测出水和牛奶的质量值。可以利用刻度尺测出水和牛奶的高度，计算出牛奶的密度。这种方法，我们称之为等质量法。,九、等 压 强 法利用刻度尺、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。测牛奶的密度。 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
12、，如图甲，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，如图乙。,实验结果： 当橡皮膜呈水平状态时，牛奶对橡皮膜向下的压强 等于水对橡皮膜向上的压强。即p牛p水 牛gh牛水gh水牛奶的密度：牛,十、杠 杆 法（密度秤）小东想估测出某种油的密度油，他手边的测量工具只有刻度尺。小东利用刻度尺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 量计算油的表达式为： 。,注意：1.利用杠杆平衡条件测密度。,2.利用杠杆平衡条件测液体密度，通常我们把这种测密度的杠杆，称之为“密度秤”。,
