固体密度的测定方法

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  1定义法
  定义法适用于形状规则或形状不规则物体密度的测量。
  1。1形状规则的
  器材:天平,刻度尺 ,待测物体等。
  设计了如下的实验方案:
  ①用小刀从土豆上切下一正方体块;
  ②用刻度尺量出该正方体的边长L;
  ③用细线拴住土豆块并用弹簧秤称出它的重量G;
  ④根据所学过的物理知识,写出土豆的密度表达式为ρ土豆=[SX(]G[]gL3[SX)]。
  1。2形状不规则的
  器材:天平,量筒,水,细线,待测物体等。
  问题:(1)若物体在水中不会下沉该怎么办?(2)若物体溶于水该怎么办?(3)物体具有吸水性怎么办?
  题1某兴趣小组测量一种易溶于水且形状不规则的固体颗粒物质的密度,测量的部分方法和结果如图1所示。
  [TP6CW59。TIF,BP#]
  (1)用调节好的天平测量适量小颗粒的质量。当天平平衡时,右盘中的砝码和游码位置如图1甲所示,则称量的颗粒的质量是[CD#3]g。
  (2)因颗粒易溶于水,小组同学采用图1乙所示方法测量体积,所称量的颗粒的体积是[CD#3]cm3。
  (3)该物质的密度是[CD#3]kg/m3。
  (4)在操作中,若摇动不够充分,铁砂未充满颗粒的空隙,则测出的值比实际密度偏[CD#3](填“大”或“小”)
  (5)在操作中,若因铁砂较少,全部倒进并反复摇动后,没有完全覆盖颗粒,则测出的值比实际密度偏[CD#3](填“大”或“小”)。
  题2小明用天平、量筒和水等器材测干燥软木塞(具有吸水性)的密度时,进行了下列操作:
  ①用调好的天平测出软木塞的质量m1;
  ②将适量的水倒入量筒中,读出水面对应的示数V1;
  ③用细铁丝将软木塞浸没在装有水的量筒中,过段时间后,读出水面对应的示数V2;
  ④将软木塞从量筒中取出,直接用调好的天平测出其质量m2。
  (1)在上述步骤中,小明第[CD#3](填写步骤前的序号)步的操作是错误的。
  (2)小明在实验中记录的数据表格如表1所示。请根据表格中的数据计算干燥软木塞的密度为[CD#3]g/cm3。
  (3)对具有吸水性物质的体积测量提出一种改进方法[CD#3]。
  [HT6][JZ]表1
  [BG(!][BHDFG2,WK5,K4\。4W]物理量[]m1/g[]V1/cm3[]V2/cm3[]m2/g
  [BHD]测量值[]6[]370[]400[]16
  [BG)F]
  [TP6CW60。TIF,BP#][HJ1。53mm]
  2弹簧测力计二称法
  2。1器材:弹簧测力计,水,细线,待测物体等
  步骤:(1)用弹簧测力计测出固体的重力G即可求出其质量m=[SX(]G[]g[SX)];(2)将固体浸没在水中读出示数F,即可求出浮力F浮=G-F=ρ水gV排,V排=[SX(]G-F[]ρ水g[SX)];(3)固体的密度ρ=[SX(]m[]V[SX)]=[SX(]Gρ水[]G-F[SX)]。
  题3某同学用弹簧测力计、烧杯、水和细线等器材测定石块的密度,他先用弹簧测力计测出石块受到的重力是2 N,再将石块浸没在水中,静止时弹簧测力计的读数为1。2 N。问:(1)石块受到的浮力是多少N?(2)石块的体积是多少?(3)石块的密度是多少?
  2。2器材:弹簧测力计,水,另种液体,细线,待测物体等
  [TP6CW61。TIF,Y#]
  题4将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数如图3所示。则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是
  A。在水中受到的浮力为2 N
  B。质量为3 kg
  C。体积为10 cm3
  D。密度为3。0×103 kg/m3
  3量筒三测法
  利用浮力知识测密度(器材:量筒,水,待测的碗状物体)。
  3。1易形变的物体
  步骤:(1)量筒里盛适量水体积为V1;(2)将待测的碗状物体漂浮在量筒内的水面上,此时水的体积为V2(因为F浮=G,即(V2-V1)ρ水g=G);
  (3)将待测的碗状物体浸没在水中,此时水的体积为V3(G=(V3-V1)ρg),则ρ=[SX(](V2-V1)ρ水[]V3-V1[SX)]。
  题5下面是张超同学利用量杯和水测量橡皮泥密度的实验过程及分析,请完成下列填空。
  (1)在量杯中装适量的水,读出水面对应的刻度值V1;
  (2)把橡皮泥捏成碗状,小心放入量杯使之漂浮在水面上,读出此时液面对应的刻度值V2,根据漂浮原理可求出橡皮泥的质量m=[CD#3]g;
  (3)再把橡皮泥团成球放入量杯使之沉入水底,读出此时水面对应的刻度值V3;
  (4)利用密度计算公式可推导出橡皮泥的密度表达式为:ρ=[CD#3]。
  图4是整个实验的操作情景,由图中读数可算出橡皮泥的密度是[CD#3]kg/m3。
  [TP6CW62。TIF,BP#]
  3。2不易形变的物体
  (1)空心能浮于水面的物体[HJ1。6mm]
  题6受阿基米德辨别真假皇冠故事的启发,小明设计了一个测量碗的密度的探究实验,实验步骤及实验数据如图5所示。根据实验数据,填写计算结果:
  [TP6CW63。TIF,BP#]   ①从甲、丙两图可知,碗的体积为[CD#3]cm3;
  ②从甲、乙两图可知,当碗漂浮时排开水的体积为[CD#3]cm3;受到的浮力为[CD#3]N;
  ③从以上分析可得:碗的质量为[CD#3]g,碗的密度为[CD#3]cm3。
  (2)实心不能浮于水面的物体
  题7图6是测量小水晶球的密度示意图,由图6可知:水晶球的体积是[CD#3]cm3,水晶球的质量是[CD#3]g。水晶球的密度是[CD#3]kg/m3。
  [TP6CW64。TIF,BP#]
  4天平三测法测金属块的密度
  器材:天平,烧杯,水,细线,待测物体等。
  步骤:(1)烧杯装满水用天平称出质量为m1;
  (2)将金属块用细线放入杯中水溢出称出质量为m2;
  (3)将金属块取出称出剩余水和杯的质量为m3,因为金属块的质量为m2-m3,因为金属块的体积与排开水的体积相等,则V水=m水/ρ水=(m1-m3)/ρ水=V金。
  (4)金属块的密度为ρ=[SX(]m2-m3[]m1-m3[SX)]ρ水。
  5用密度计和食盐、水、大茶杯测量土豆的密度
  步骤:(1)在大茶杯内配制一定浓度的食盐水;
  (2)投入土豆,如果土豆浮于水面,则稀释,如沉底则加盐,直到土豆悬浮于食盐水中;
  (3)取出土豆,用密度计测量盐水密度;
  (4)食盐水的密度就是土豆密度。
  6杠杆平衡法
  [TP6CW65。TIF,Y#]
  题8如图7,轻质杠杆AB可绕O点转动,在A、B两端分别挂有边长为10 cm,重力为20 N的完全相同的两正方体C、D,OA∶OB=4∶3;当物体C浸入水中且露出水面的高度为2 cm时,杠杆恰好水平静止,A、B两端的绳子均不可伸长且均处于张紧状态(g=10 N/kg)。求:(1)物体C的密度;(2)杠杆A端受到绳子的拉力;(3)物体D对地面的压强。
  测量液体密度的多种方法
  一:定义法:天平,量筒法: 器材:天平、量筒、玻璃杯 原理:密度的公式ρ= m/V
  二:密度计法:器材:密度计 原理:根据物体浮在液面的条件制成,即F浮=G
  三:弹簧测力计称重法: 器材:弹簧测力计、金属(密度ρ0)、烧杯。
  原理:阿基米德原理F浮=ρgV排
  方法:①用弹簧测力计测出金属在空气中的重力 G。 ②将金属浸没在液体中弹簧测力计的示数F。计算:(1)金属的重力 G=ρ0gV ①(2)金属在液体中受浮力F浮=G-F=ρ液gV ② (3)液体的密度 将①代入②得 ρ液= (G-F)ρ0/G
  四:弹簧测力计复称法 器材弹簧测力计、水、金属块
  原理:阿基米德原理F浮=ρgV排 方法:①用弹簧测力计测出金属块在空气中的重力G1。 ②金属块浸没在水中弹簧测力计的示数为G2。③金属块浸没在液体中、弹簧测力计的示数为 G3。 计算:①金属块在水中受到的浮力 F水=G1-G2=ρ水gV ②金属在液体中受到的浮力 F液=G1-G3=ρ液gV ③液体的密度ρ液=(G1-G3 )ρ水/(G1-G2 )
  五:天平三测法:等体积法:器材;天平,烧杯,水,待测液体
  用天平测出空烧杯的质量m0;在两个完全相同的烧杯中分别加满水和待测液体,分别测出水和烧杯的总质量m1及液体和烧杯的总质量m2,则V液=V水=m1-m0ρ水,ρ液=m液V液=m2-m0m1-m0ρ水。
  六:杠杆平衡法:器材:刻度尺,杠杆,密度为 的金属块B
  题9:小东想估测出某种油的密度 ,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 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 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。
  ⑴ 用刻度尺测出OE的长度L0;
  ⑵ 把金属块B浸没在待测油中,把重物A从E处移动到
  D处时,硬棒再次在水平位置平衡;
  ⑶:用刻度尺测出OD的长度L1
  ⑷ 利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算 的表达式为: ρ油=(L0 - L1/L0)ρ
  七:U形管法:
  器材:U形管、水、待测液体、刻度尺
  步骤:(1)将适量水倒入U形管中;
  (2)将待测液体从U形管的一个管口沿壁缓慢注入;
  (3)用刻度尺测出管中水的高度h1,待测液体的高度h2;
  (4)计算表达:ρ=ρ水h1/h2
  (用此种方法的条件是:待测液体不溶于水,待测液体的密度小于水的密度)
  密度测定方法全,六固七液记不难;天平量筒是关键,外延浮力和杠杆。
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