密度的测量方法

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  总的思想是用天平测物体的质量,用量筒测物体的体积,然后利用ρ=来计算物体的密度.
  固体密度的测量:固体一般可分为溶于水和不溶于水两种,对于不溶于水的又分为密度大于水的和密度小于水的两种.无论是哪种固体测量它们的质量毫无疑问的是用天平测.不同的是测量它们的体积有区别.
  对于溶于水的通常采用饱和溶液法或埋砂法来测量它们的体积,对于密度比水大的利用排水法测体积;密度比水小的用压入法、坠入法等测体积.
  液体密度的测量:用天平测液体的质量有讲究,量筒测体积.
  一、 常规法(天平、量筒法)
  例1小明用天平、量筒、水、细线测量小石块的密度,请写出实验步骤及密度表达式.实验步骤:
  (1) 用调好的天平测出小石块的质量m;
  (2) 在量筒中倒入适量的水并记下体积V1;
  (3)用细线系住小石块慢慢浸没于水中并记下体积V2;
  (4) 密度表达式:ρ石=.
  例2小明用天平、量筒、水、细铁丝测量小木块的密度,请写出实验步骤及密度表达式.实验步骤:
  (1) 用调好的天平测出小木块的质量m;
  (2) 在量筒中倒入适量的水并记下体积V1;
  (3)用细铁丝把小木块慢慢压没于水中并记下体积V2;
  (4) 密度表达式:ρ木=.
  例3小明用天平、量筒、烧杯测量牛奶的密度,请写出实验步骤及密度表达式.实验步骤:
  (1) 在烧杯中倒入适量的牛奶,用调好的天平测出烧杯和牛奶的质量m1;
  (2)把烧杯中的牛奶倒入量筒中一部分并记下体积V;
  (3)用天平测出烧杯和剩余牛奶的质量m2;
  (4) 密度表达式:ρ奶=.
  二、 只有天平
  如果只有天平只能测出固体或液体的质量,那么如何知道它们的体积呢?对于固体来说一般采用排水法,即V物=V排.如例4.
  液体密度的测量一般采用等体积法,如例5,或等质量法,如例6.
  例4小明和妈妈在海边玩耍捡到一块漂亮的小石块,他想测出小石块的密度,他有一只盛满水的烧杯、一架已调平的天平和一盒砝码,细线等,请你利用以上器材帮助小明测出这块一小石块的密度.实验步骤:方法一:
  (1) 用天平测出小石块的质量m;
  (2) 用调好的天平测出盛满水的烧杯的质量m1;
  (3) 把烧杯取下,用细线系住小石块慢慢浸没于水中,使水溢出后取出小石块,再用天平测出烧杯和剩余水的质量m2;
  (4)小石块的密度表达式: ρ石=ρ水.(此方法误差大)
  方法二:
  (1) 用天平测出小石块的质量m;
  (2) 用天平测出盛满水的烧杯的质量m1;
  (3) 把烧杯取下,用细线系住小石块慢慢浸没于水中,使水溢出并把烧杯壁擦干,再用天平测出烧杯、小石块和剩余水的质量m2;
  (4)小石块的密度表达式: ρ石=ρ水.(此方法误差小)
  例4上题中烧杯中的水只有半杯,其他器材不变,请设计一种测量该小石块密度的方法.实验步骤:
  (1) 用天平测出小石块的质量m;
  (2) 用调好的天平测出烧杯和水的质量m1;
  (3) 用细线系住小石块慢慢浸没于水中,小石块不碰到烧杯底和壁,并用天平测出烧杯和水的质量m2;
  (4)小石块的密度表达式: ρ石=ρ水.
  注此方法利用阿基米德原理来得到.
  例5小明用天平、烧杯和水测量牛奶的密度,请写出实验步骤及密度表达式.(等体积法)实验步骤:
  (1) 用调好的天平测出空烧杯的质量m0;
  (2) 在烧杯中倒入适量的水并在水面处做好标记,用天平测出烧杯和水的质量m1;
  (3) 把水倒掉并把烧杯擦干净,再在烧杯中倒入牛奶直到标记处,并用天平测出烧杯和牛奶的质量m2;
  (4) 牛奶的密度表达式: ρ奶=ρ水.
  例6小明利用天平、烧杯、刻度尺和水测量酒精密度,请写出实验步骤及密度表达式.(等质量法)实验步骤:
  (1) 往烧杯中倒入适量的水,用调节好的天平称出烧杯和水的质量为m;
  (2) 用刻度尺测出水面到烧杯底的高度为h1;
  (3) 将水倒出,倒入酒精,用天平称出的烧杯和酒精的质量仍为m;
  (4) 用刻度尺测出酒精面到烧杯底的高度为h2;
  (5) 计算酒精密度的表达式为:ρ酒精=ρ水.
  三、 只有量筒
  量筒只能测体积,无法直接解决质量的问题,间接解决的方法是漂浮法.若ρ液已知,可测固体密度,若ρ物已知,可测液体密度.条件是固体必须漂浮,即:ρ物<ρ液.
  例7学习了密度知识后,小明想用一只量筒、细铁丝、水测木块的密度,请写出实验步骤及密度表达式.实验步骤:
  (1) 在量筒中倒入适量的水记下体积V1;
  (2) 把木块轻轻放入水中,记下此时量筒中水的体积V2;
  (3) 用细铁丝把木块压没于水中,记下此时量筒中水的体积V3;
  (4)木块密度的表达式: ρ木=ρ水.
  例7变一用一只量筒、水测一玻璃试管的密度. 实验步骤:
  (1) 在量筒中倒入适量的水记下体积V1;
  (2) 把试管口朝上轻轻放入水中使其漂浮在水面上,记下此时量筒中水的体积V2;
  (3) 在试管中灌满水浸没于水中,记下此时量筒中水的体积V3;
  (4) 木块密度的表达式: ρ玻璃=ρ水.
  例7变二用一只量筒、水测橡皮泥的密度.实验步骤:
  (1) 在量筒中倒入适量的水记下体积V1;
  (2) 把橡皮泥捏成小船的形状轻轻放入水中使其漂浮在水面上,记下此时量筒中水的体积V2;
  (3) 把橡皮泥浸没于水中,记下此时量筒中水的体积V3;
  (4) 木块密度的表达式: ρ橡皮泥=ρ水.
  例8学习了密度知识后小明想试着想用一只量筒、一木块(密度已知ρ水)和一根牙签来测量一下家中某品牌食用油的密度,请写出实验步骤和食用油的密度表达式.实验步骤:
  (1) 在量筒中倒入适量的食用油记下体积V1;
  (2) 把木块轻轻放入量筒中使其漂浮在食用油面上,记下此时量筒中水的体积V2;
  (3) 用牙签把木块压没于食用油中,记下此时的体积V3;
  (4)食用油密度的表达式:ρ油=ρ木.
  四、 只有弹簧测力计
  用弹簧测力计测浮力的方法,若ρ液已知,可测固体密度,若ρ物已知,可测液体密度.条件是固体必须浸没,即ρ物>ρ液.
  例9小明试着用一弹簧测力计、一条细线、一只烧杯和水测出小石块的密度,请你写出实验步骤和小石块密度表达式. 实验步骤:
  (1) 用细线系住小石块挂在弹簧测力计下测出其在空气中的重G;
  (2) 在烧杯中倒入适量的水,把小石块慢慢浸没于水中,读出弹簧测力计的示数F;
  (3)小石块密度的表达式: ρ石=ρ水.
  例10小明试着用弹簧测力计、细线、烧杯和小铁块(密度已知ρ铁)测出盐水的密度,请你写出实验步骤和盐水的表达式. 实验步骤:
  (1) 用细线系住小铁块挂在弹簧测力计下测(下转第58页)
  (上接第53页)
  出其在空气中的重G;
  (2) 在烧杯中倒入适量的盐水,把小铁块慢慢浸没于盐水中,读出弹簧测力计的示数F;
  (3)盐水密度的表达式: ρ盐水=ρ铁.
  例11小红利用弹簧测力计、烧杯、石块、细绳和水测量酒精密度,请写出实验步骤和酒精密度表达式.实验步骤:
  (1) 用细绳拴住石块,并用弹簧测力计测出石块重为G;
  (2) 将石块浸没在水中,并记录弹簧测力计的读数F1;
  (3) 将石块浸没在酒精中,并记录弹簧测力计的读数F2;
  (4) 酒精密度的表达式为:ρ酒精=ρ水
  五、 关于溶于水的固体和吸水的固体的测量方法
  例12小明发现家中有一盒方糖,他很想知道方糖的密度,于是他向学校借来了一架天平、一只量筒和一只烧杯,随后又在家中找到了一袋白砂糖和水,于是他就利用以上器材测出了方糖的密度,请写出小明的实验步骤及方糖密度的表达式.实验步骤:方法一:(饱和溶液法)
  (1) 用调好的天平测出5块方糖的质量m;
  (2) 在烧杯中倒入适量的水,用小勺向烧杯中加白砂糖并不断的搅拌使白砂糖溶解,直到白砂糖不再溶解为止,此时为饱和溶液;
  (3) 在量筒中倒入适量的饱和糖水,记下体积V1;
  (4) 把5块方糖放入饱和糖水中记下体积V2;
  (5) 方糖密度表达式:ρ方糖=.
  方法二:(埋砂法)
  (1) 用调好的天平测出5块方糖的质量m;
  (2) 在量筒中倒入适量的白砂糖并摇匀,记下体积V1;
  (3) 把量筒中的白砂糖倒出,把5块方糖放入量筒中,并把倒出的白砂糖再次倒入量筒并摇匀,记下体积V2;
  (4) 方糖密度表达式:ρ方糖=.
  例13小明用天平、量筒和水(ρ水=1.0g/cm3)等器材测出了干燥软木塞(具有吸水性)的密度,请写出实验步骤及密度表达式.实验步骤:
  (1) 用调好的天平测出软木塞的质量m;
  (2) 将软木塞压入水中,过一段时间取出;
  (3) 将适量的水倒入量筒中,读出水面对应的示数V1;
  (4) 用细铁丝将软木塞浸没在水中,读出水面对应的示数V2;
  (5)软木塞密度的表达式:ρ软木=ρ水.
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