初中物理测密度的几种方法.docx
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初中物理测密度的几种方法
初中物理测密度的几种方法
一、测固体密度
基本原理:
ρ=m/V:
1、:
(天平、量筒)法
器材:
天平、量筒、水、金属块、细绳
步骤:
1)、用天平称出金属块的质量;
2)、往量筒中注入适量水,读出体积为V1,
3)、用细绳系住金属块放入量筒中,浸没,读出体积为V2。
计算表达式:
ρ=
2、等积法:
器材:
天平、烧杯、水、金属块、细线
步骤:
1)用天平测出金属块质量m1;
2)往烧杯装满水,称出质量为m2;
3)将属块轻轻放入水中,溢出部分水,将金属块取出,称出烧杯和剩下水的质量m3;
ρ=
ρ
或者------步骤:
1)、往烧杯装满水,放在天平上称出质量为m1;
2)、将属块轻轻放入水中,溢出部分水,再将烧杯放在天平上称出质量为m2;
4、步骤:
1)、在圆筒杯内放入适量水,再将塑料杯杯口朝上轻轻放入,让其漂浮,用刻度尺
测出杯中水的高度h1;
2)、将小石块轻轻放入杯中,漂浮,用刻度尺测出水的高度h2;
3)、将小石块从杯中取出,放入水中,下沉,用刻度尺测出水的高度h3.
计算表达式:
ρ=
ρ
6、密度计法:
器材:
鸡蛋、密度计、水、盐、玻璃杯
步骤:
1)、在玻璃杯中倒入适量水,将鸡蛋轻轻放入,鸡蛋下沉;
2)、往水中逐渐加盐,边加边用密度计搅拌,直至鸡蛋悬浮,用密度计测出盐水的
密度即等到于鸡蛋的密度;
二、测液体的密度:
1、(天平、量筒)法:
器材:
烧杯、量筒、天平、待测液体
步骤:
1)、将适量待测液体倒入烧杯中,测出总质量m1;
2)、将烧杯中的部分液体倒入量筒中,测出体积V;
3)测出剩余液体与烧杯总质量m2.
计算表达:
ρ
=
2、等积法
器材:
天平、烧杯、水、待测液体
步骤:
1)、用天平称出烧杯质量m
;
2)、往烧杯内倒满水,称出总质量m
;
3)、倒去烧杯中的水,往烧杯中倒满待测液体,称出总质量m
密度表达式:
ρ
=
ρ
3、浮力法:
器材:
弹簧测力计、水、待测液体、小石块、细绳
步骤:
1)、用细绳系住小石块,用弹簧测力计称出小石块的重力G;
2)、将小石块浸没于水中,用弹簧测力计测出拉力F
;
3)、将小石块浸没于待测液体中,用弹簧测力计测出拉力F
.
计算表达:
ρ
=
ρ
4、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.(如图)
计算表达:
ρ=ρ水h1/h2
(注意:
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)
5、密度计法:
器材:
密度计、待测液体
方法:
将密度计放入待测液体中,直接读出密度。
1、学校要开运动会,几个同学讨论怎样才能将铅球掷得更远。
陈平说:
“掷出点越高,掷得越远”。
王力说:
“掷出速度越大,掷得越远”。
李明说:
“我们还是通过实验来探究吧”。
大家经过讨论,提出了以下猜想。
猜想1:
铅球掷得远近,可能与掷出铅球点的高度有关。
猜想2:
铅球掷得远近,可能与掷出铅球时的速度有关。
猜想3:
铅球掷得远近,可能与掷出铅球的角度(投掷方向与水平方向的夹角)有关。
为了检验上述猜想是否正确,他们制作了一个小球弹射器,如图7所示。
它能使小球以不同的速度大小和方向射出,弹射方向对水平方向的仰角,可由固定在铁架台上的量角器读出。
他们通过7次实验得到下表中的实验数据(“射出距离”指水平距离)。
请你根据上述所收集的信息和相关证据回答下列问题。
(1)为验证猜想1,应选用序号为_______、________、_______的实验数据,
因为____________________________________________________________。
(2)为验证猜想2,应选用序号为_______、________、_______的实验数据,
因为____________________________________________________________。
(3)为验证猜想3,应选用序号为_______、________、_______的实验数据,
因为____________________________________________________________。
(4)通过上述实验,你认为怎样才能将铅球掷得更远?
、
答案:
(1)3、4、5,要研究与射出点高度的关系,应该保持射出速度、射出仰角相同。
(2)1、2、7,要研究与射出速度的关系,应该保持射出点的高度、射出仰角相同。
(3)2、3、6,要研究与射出仰角的关系,应该保持射出点的高度、射出速度相同。
(4)应该尽量提高掷出点的高度、尽量提高掷出点的速度、选择适当的掷出仰角。
2、某小组三位同学发现钟摆的摆动似乎是有规律的。
于是他们在细绳下面挂上一个小球制成了单摆,研究在摆动角度θ不大的情况下,单摆来回摆动一次所用的时间(摆动周期T)与哪些因素有关,如图所示,l为单摆的摆长,m为单摆摆球的质量。
三位同学在实验中每次测量单摆摆动30次(30T)的时间。
丙同学在甲、乙同学实验的基础上继续实验,三位同学的实验数据分别记录在下表中。
为了进一步探究单摆的摆动规律,他们进行了适量的运算,将结果记录在下表的后三列中。
同学
实验
序号
l(米)
m(克)
θ(度)
30T
(秒)
(米2)
[(米)1/2]
(米·克)
甲
1
1.0
30
4
60
1.00
1.0
30
2
1.0
40
4
60
1.00
1.0
40
3
1.0
50
4
60
1.00
1.0
50
乙
4
1.0
30
3
60
1.00
1.0
30
5
1.0
30
4
60
1.00
1.0
30
6
1.0
30
5
60
1.00
1.0
30
丙
7
0.8
30
4
54
0.64
0.9
24
8
1.0
40
4
60
1.00
1.0
40
9
1.2
50
3
66
1.44
1.1
60
(1)三位同学在实验中都要测量单摆摆动30个周期的用的时间,目的是__________。
(2)分析比较实验序号1、2与3,可知甲同学得出的结论是:
当单摆的摆长和摆动角度相同时,单摆的周期与摆球的质量____________(选填“有关”、“无关”)。
(3)分析比较实验序号4、5与6,可知乙同学研究的是:
单摆的周期与摆球__________的关系,他得出的结论是:
当单摆的摆长和摆球质量相同时,单摆的周期与_______________________________。
(4)分析比较实验序号7、8与9中单摆的周期与摆长的关系,可知丙同学得出的结论是:
_______________________________________。
(5)进一步综合分析单摆的周期与表中后三列经运算后得到的数据关系,可归纳得出的结论是:
__________________________________________________。
解:
(1)多次测量取平均值是为了减小误差;
(2)由表格数据可知,当单摆的摆长和摆动角度相同时,单摆的周期与摆球的质量无关.
(3)通过比较实验序号4、5与6可知:
单摆长度、质量和周期相同,摆动角度不同.所以可以研究单摆的周期与摆球摆动角度θ的关系,并且可以得出当单摆的摆长和摆球质量相同时,单摆的周期与摆动角度θ大小无关.
(4)通过比较实验序号7、8与9可以看出单摆的摆长越长,周期就越长.
故答案是:
(1)减小误差
(2)无关
(3)摆动角度θ、摆动角度θ大小无关、
(4)单摆的摆长越长,摆动周期越长
(5)单摆的周期与
成正比。
(或:
单摆的周期与
的比值是定值)
3、某小组同学在“研究光的折射规律”的实验中,按正确的方法安装和调节好实验装置。
他们使光从空气斜射入水中,按表一中的入射角i依次进行了三次实验,并将相应的折射角r记录在表一中。
然后他们使光从空气斜射入玻璃中,重复上述实验,并将数据记录在表二中。
为了进一步探究入射角i和折射角r之间的关系,他们进行适量的运算,将结果分别记录在表一和表二的后四列中。
表一(空气斜射入水)
实验
序号
入射角i(度)
折射角r(度)
入射角的正弦sini(×102)
折射角的正弦sinr(×102)
入射角的余弦cosi(×102)
折射角的余弦cosr(×102)
1
23.0
17.5
39
30
92
95
2
36.0
26.7
59
45
81
89
3
51.0
36.9
78
60
63
80
表二(空气斜射入玻璃)
实验
序号
入射角i(度)
折射角r(度)
入射角的正弦sini(×100)
折射角的正弦sinr(×100)
入射角的余弦cosi(×100)
折射角的余弦cosr(×100)
4
23.0
15.0
39
26
92
97
5
36.0
23.0
59
39
81
92
6
51.0
31.3
78
52
63
85
(1)分析比较实验序号___________________________________数据中的入射角i与折射角r变化关系及相关条件,可得出的初步结论是:
光从空气斜射入其它介质,折射角随入射角的增大而增大。
(2)分析比较每一次实验数据中的入射角i与折射角r的大小关系及相关条件,可得出的初步结论是:
___________________________________________。
(3)分析比较实验序号1与4(或2与5、3与6)数据中的入射角i与折射角r的关系及相关条件,可得出的初步结论是:
_________________________________________。
(4)请进一步综合分析比较表一、表二中经运算后得到的数据及相关条件,并归纳得出结论。
(a)分析比较_________________________________________________________;
(b)分析比较_________________________________________________________。
(1)1、2与3(或4、5与6)
(2)光从空气斜射入其它介质时,折射角总是小于入射角。
(3)光从空气斜射入其它介质,当入射角相同时,玻璃中的折射角较水小。
(4)(a)结论是:
光从空气斜射入同一种介质时,入射角的正弦与折射角的正弦的比值是一个定值;
(b)结论是:
光从空气斜射入不同介质时,入射角的正弦与折射角的正弦的比值是不同的,且光从空气斜射入玻璃时,这个比值较大。