测量物体密度的方法.docx
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测量物体密度的方法
测量物体密度的方法
一、测固体密度
基本原理:
ρ=m/V:
1、称量法:
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=m/(V2-V1)
2、比重杯法:
器材:
烧杯、水、金属块、天平、
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;
3)、将金属块取出,把烧杯放在天平上称出烧杯和剩下水的质量m3。
计算表达式:
ρ=ρ水(m2-m3)/(m1-m3)
3、阿基米德定律法:
器材:
弹簧秤、金属块、水、细绳
步骤:
1)、用细绳系住金属块,用弹簧秤称出金属块的重力G;
2)、将金属块完全浸入水中,用弹簧秤称出金属块在水中的视重G水;
计算表达式:
ρ=Gρ水/(G-G水)
4、浮力法
(一):
器材:
木块、水、细针、量筒
步骤:
1)、往量筒中注入适量水,读出体积为V1;
2)、将木块放入水中,漂浮,静止后读出体积V2;
3)、用细针插入木块,将木块完全浸入水中,读出体积为V3。
计算表达式:
ρ=ρ水(V2-V1)/(V3-V1)
5、浮力法
(二):
器材:
刻度尺、圆筒杯、水、小塑料杯、小石块
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水(h2-h1)/(h3-h1)
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,直至鸡蛋漂浮,用密度计测出盐水的
密度即等到于鸡蛋的密度;
二、液体的密度:
1、称量法:
器材:
烧杯、量筒、天平、待测液体
步骤:
1)、用天平称出烧杯的质量M1;
2)、将待测液体倒入烧杯中,测出总质量M2;
3)、将烧杯中的液体倒入量筒中,测出体积V。
计算表达:
ρ=(M2-M1)/V
2、比重杯法
器材:
烧杯、水、待液体、天平
步骤:
1)、用天平称出烧的质量M1;
2)、往烧杯内倒满水,称出总质量M2;
3)、倒去烧杯中的水,往烧杯中倒满待测液体,称出总质量M3。
计算表达:
ρ=ρ水(M3-M1)/(M2-M1)
3、阿基米德定律法:
器材:
弹簧秤、水、待测液体、小石块、细绳子
步骤:
1)、用细绳系住小石块,用弹簧秤称出小石块的重力G;
2)、将小块浸没入水中,用弹簧秤称出小石的视重G水;
3)、将小块浸没入待测液体中,用弹簧秤称出小石块的视重G液。
计算表达:
ρ=ρ水(G-G液)/(G-G水)
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。
另
一、天平量筒法
方法:
直接用天平测质量m,量筒测体积v。
注意点:
1、固体
(1)密度大于水的固体
质量在体积前测量,避免沾水后质量偏大;放入水中要排除去气泡,避免体积偏大。
(2)密度小于水的固体
1)按入法:
用细铁丝和大头针将物体恰好全部按入水中,便于测体积。
2)助沉法:
在量筒中先将助沉物全部浸没水中,测出总体积V1;然后将待测物体和助沉物一起浸没,测出总体积V2,求出待测物体体积V=V2-V1。
2、液体
方法:
先测出烧杯和液体的总质量m1,再倒入一部分到量筒中,测出剩余液体和烧杯的总质量m2,求出倒入一部分到量筒中一部分液体的质量m=m1-m2;同时从量筒读出量筒中一部分液体的体积v,求出液体的密度ρ=(m1-m2)/v。
此时质量和体积相应,误差较小。
若先测出烧杯的质量m1,再测出烧杯和液体的总质量m2,求出液体的质量m2;全部倒入量筒中测出液体的体积v,求出液体的密度ρ也可。
但由于烧杯沾有液体,体积偏小,密度偏大。
若先倒入量筒测出液体的体积v,然后测出烧杯的质量m1,再测出烧杯和液体的总质量m2,求出液体的质量m,又质量偏小,故密度偏小。
二、漂浮法
1、漂浮的质地均匀的规则柱体
可用刻度尺量出物体的长度L1,让物体漂浮在水中,测出物体漂浮在水中时,测出物体露出水面的长度L2,设底面积为S,根据漂浮条件和所测数据,可推出密度ρ=ρ水(L1-L2)/L1。
若再将其放入另一种待测液体中使其漂浮,测出物体露出水面的长度L3,根据漂浮条件,可求出待测液体的密度ρ液=ρL1/(L1-L3)。
注:
也可直接测出水下部分的长度。
2、不规则物体
在量筒中放入适量水,记下体积V1;将物体放于量筒中,使其漂浮,记下总体积V2;再将其放入水中,便其浸没在水中,记下总体积V3;则可计算出密度ρ=ρ水(V2-V1)/(V3-V1)。
注意:
如是下沉物,可想法使其漂浮(如橡皮泥可捏成空心碗状)。
若用柱形容器代替量筒,则可按上述步骤用刻度尺分别量出水的深度h1、h2、h3,设容器底面积为S,如上可推导求出密度ρ=ρ水(h2-h1)/(h3-h1)。
三、称重法
用弹簧测力计和水测量水中下沉物体的密度
步聚:
1、用弹簧测力计测中空气中物体的重力G,
2、将其浸没在水中,读出弹簧测力计的示数F,
3、计算密度为:
ρ=Gρ水/(G-F)
四、替代法
1、固体
方法1:
用天平称出物体的质量m;将烧杯中装满水,用天平称出总质量m1,把物体浸没水中后取出,称出出剩余水和烧杯的总质量m2,则溢出水的质量为两者之差m1-m2,求出溢出水的体积即为物体的体积;求出物体的密度。
方法2:
用天平称出物体的质量m;将烧杯中放入适量的水,用天平称出总质量,用线吊着物体浸没水中(不碰容器底),称出总质量m2,则两者之差为排开水的体积即为物体的体积v=(m2-m1)/ρ水,求出物体的密度ρ=mρ水/(m2-m1)。
2、液体
用天平称出空烧杯的质量m;将烧杯中装满水(或作好标记),用天平称出总质量m1:
将水倒干,装入同样多的待测液体,用天平称出总质量m2:
计算密度ρ=(m2-m)ρ水/(m1-m)。
五、U型管法(压强平衡法)
1、U型管法:
适用于与水不相容的液体
在U型管法中注入一定量的注水,再注入一定量的被测液体,分别测出液体交界面到达水面和液体面的深度h1、h2,根据两液体对交界面的压强相等,由p1=p2求出待测液体的密度ρ=ρ水h1/h2。
另2
1、(没有量筒时)测牛奶密度
步骤:
①用调好的天平测出空杯的质量Mo;
②用这个杯子盛满水,用天平测出杯和水的总质量M1;
③将杯里的水倒出,用这个杯子盛满牛奶,用天平测出杯和牛奶的总质量M2。
计算牛奶密度的表达式:
ρ奶=(M2-Mo)ρ水/(M1-Mo)
推导计算牛奶密度的表达式:
同一个杯子分别盛满水和牛奶,水和牛奶的体积相等。
水的体积V水=(M1-Mo)/ρ水
牛奶的体积V奶=(M2-Mo)/ρ奶
V水=V奶
(M1-Mo)/ρ水=(M2-Mo)/ρ奶
ρ奶=(M2-Mo)ρ水/(M1-Mo)
2、(用弹簧秤)测矿石的密度
步骤:
①用线拴住矿石,线的另一端挂在弹簧秤的秤钩上,用弹簧秤测出矿石在空气中的重力G;
②将矿石浸没在杯子里的水中,记下此时弹簧秤的示数F;
计算矿石密度的表达式:
ρ石=Gρ水/(G-F)
推导计算矿石密度的表达式:
浮力F浮=G-F
F浮=ρ水V排g
矿石排开水的体积V排=(G-F)/ρ水g
浸没时,V排=V石
矿石的体积V石=(G-F)/ρ水g
矿石的密度ρ石=M石/V石=G/gV石=Gρ水/(G-F)
3、(没有天平)测木块的密度
步骤:
①往量筒倒入适量的水,记下水面所对的刻度Vo;
②用线拴住木块,将木块放入量筒里的水中,待木块静止时,记下水面所对的刻度V1;
③用一根细铁丝对木块施加向下的压力,使木块浸没在水中,记下水面所对的刻度V2。
计算木块密度的表达式:
ρ木=ρ水(V1-Vo)/(V2-Vo)。
推导计算木块密度的表达式:
木块的重力,G木=M木g
木块在水中漂浮时受到的浮力,F浮=ρ水V排g=ρ水(V1-Vo)g
木块漂浮时,F浮=G木,
ρ水(V1-Vo)g=M木g,
木块的质量M木=ρ水(V1-Vo),
木块的体积V木=V2-Vo,
木块的密度ρ木=M木/V木=ρ水(V1-Vo)/(V2-Vo)。