本试题 “某校同学到大冶某矿山参观,看到技术人员拿一个弹簧测力计将一小块铁矿石在空气中和浸没在水(密度为ρ水)中各称一次,然后对照下列表格来确定铁矿石的价格(...” 主要考查您对固体密度的测量
与密度有关的物理现象
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Ⅰ方法一:天平量筒法
例: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:ρ==。
Ⅱ方法二:助沉法
例:有一块形状不规则的蜡块,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小于水的物质的密度,可用助沉法测体积。
实验原理:
实验器材:天平(砝码)、量筒、烧杯、滴管、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,如图甲将蜡块和铁块用细线拴好,先将测铁块没入水中,测出水和石块的体积V1
(3)再将蜡块浸没在水中,如图乙。(助沉法)测出水、石块、蜡块的体积总体积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。例题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。
Ⅲ方法三:等浮力法
例:小明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一个这种牛奶的密度。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),做成了一枝“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公式(有足量的水和牛奶)。
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。
实验结论: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“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:
ρ牛gV牛排=ρ水gV水排
ρ牛gSh牛排=ρ水gSh水排
∵h牛排=L-h牛h水排=L-h水
∴ρ牛(L-h牛)=ρ水(L-h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”。
Ⅳ弹簧测力计法(也可称双提法)
例:张小清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
分析与解:
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:
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。
密度知识的应用:
应用 | 适用范围 | 方法 |
求物体的质量 | 不便于直接称量质量的物体 | (1)查出该物质的密度ρ,测出体积V (2)根据ρ=m/v的变形公式m=ρV,求出质量 |
求物体的体积 | 形状不规则或不便于直接测量体积的物体 | (1)查出物质的密度ρ,用天平测出其质量 (2)根据ρ=m/V的变形公式V=m/ρ求出体积 |
求物质的密度 | 鉴别物质 | (1)根据ρ=m/v算出物质的密度 (2)对照密度表,鉴别出什么物质 |
密度的特殊用途:
密度的特殊用途密度的特殊用途是根据需要选取不同密度的物质作产品的原材料。铅可用作网坠,铸铁用作落地扇的底座、塔式起重机的压铁等,都是冈为它们的密度比较大。铝合金用来制造飞机,玻璃钢用来制造汽车的外壳,泡沫塑料用来制作救生器件,氢气、氦气是气球的专用充气材料等,都因为它们的密度比较小。
怎样判断物体是否空心:
判断物体是实心还是空心,解决问题的方法很多,实质上都是根据密度的定义式,比较实际物体与实心物体的质量、体积或密度之间是否存在差异,即:比较质量法、比较体积法或比较密度法。如果存在差异,则实际物体为空心物体。
1.如果物体是实心的,则该物体的密度应该和组成物体的物质密度相同。因此只要用“比较密度法”比较,即可确定该物体的空实性。
2.假设物体是实心的,可以由求得等质量实心物体的体积是多少,再跟该物体的真实体积相比较,即可确定物体的空实性,这种方法称为“比较体积法”。
3.假设物体是实心的,可以由m=ρV求得等体积的实心物体的质量是多少,再跟该物体的真实质量相比较,即可确定物体的空实性,这种方法称为“比较质量法”。
与“某校同学到大冶某矿山参观,看到技术人员拿一个弹簧测力计将...”考查相似的试题有: