专题固体密度的测量

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1、专题：固体密度的测量测量固体密度，提供的器材各种各样，但密度的测量原理一般都是：= m / V。因此设计实验步骤就要围绕提供的器材，想办法测出固体的质量 m 和体积 V。少量题通过测质量与体积的比求出密度。现总结质量、体积的常用测量方法如下：质量的测量：1、用天平、磅秤等直接测出固体的质量 m。2、用弹簧测力计测出固体的重力 G，然后算出固体质量 m=G/g。3、用量筒、水等间接测物体的质量。具体方法是：在量筒内倒入适量的水，读出体积 V1，将物体漂浮量筒内的水中，读出水面到达的刻度 V2。：利用物体的漂浮条件 F 浮 =G 得： 水 g（V 2 - V1）=mg ，则固体质量m= 水 （V

2、2 - V1） 。说明：小木块、蜡块、小酒杯口向上可直接浮在水面上。橡皮泥、牙膏皮可通过做成船形而浮在水面上。小石块等可借助小玻璃杯而浮在水面上。体积的测量：1、颗粒状物体，如小米、大豆、金属颗粒等体积可用量筒直接测量。2、形状规则的物体可用刻度尺测量，通过公式求出物体的体积。3、用排水（面、糖、沙等）法测物体的体积。具体方法：在量筒内倒入适量的水，读出水的体积 V1，用线系好金属块浸没量筒内的水中，读出水面到达的刻度 V2。则固体体积=V 2 - V1。说明：对密度小于水的物体用排水法测体积时，可用针压法或沉坠法。对溶于水的物体测体积时，可用排面、糖、沙等法进行测量。4、读数差法通过浮力间接

3、求体积：具体方法：对于密度大于水的固体，用弹簧秤测出固体空气中的重力 G 和水中的重力 G1则 F 浮 =GG 1= 水 Vg 可求出 V= （一）典型例题：一型、传统题：提供明显测质量和体积的器材1、 （03 盐城）张明同学测石块密度时，先用天平测石块的质量，天平平衡时，右盘中所放砝码及游码所在位置如图甲所示，石块质量为84 g。再用量筒测石块体积，如图乙所示，石块体积为 30cm3，则石块密度为 2.8103 Kg/m3。2（03 重庆）小李同学为了测量某种液体的密度和实心金属块的密度，他先在弹簧测力计上挂上金属块，静止时弹簧测力计示数如图甲所示，然后将金属块浸在盛满该液体的溢水杯中，此时

4、弹测力计的示数如图乙所示，溢出液体在量筒中的液面位置如图乙所示，则（取 g 为 10N/kg）从溢水杯溢出的液体体积为 50 cm3；该液体的密度为 kg/m3；实心金属块的密度为 kg/m3。2、 （04 泰州市）亮亮利用一只量筒（装有适量的某种液体） 、一根细线和一只弹簧测力计测量一个形状不规则的固体物块的密度（该物块不吸收任何液体） ，实验流程如图所示，根据图示可读出物块重为 2.5 N，物块的体积为 100 cm3，计算出物块的密度 物 =2.5103 Kg/m3，该液体的密度 液 =1.0103 Kg/m3。3、 （山东泰安 03）要测量形状为长方体的小合金块的密度，若手边已有以下器

5、材：细线，弹簧测力计，盛有水的水桶。请你再自选一种器材与上述器材配合，测量小合金块的密度。要求用三种方法，把答案填在表格中。自选器材名 称简要步骤和测量的物理量(用字母表示物理量)计算合金块密度 表达式(用直接测得物理量的字母表示)方法一方法二方法三解答：自选器材名称简要步骤和测量的物理量(用字母表示物理量)计算合金块密度 表达式(用直接测得物理量的字母表示)方法一刻度尺1用弹簧测力计测出合金块的重力G；2用刻度尺测出合金块的长、宽、高分别是 L1、L2L3。= gLG321GG 1 水 g方法二烧杯1用弹簧测力计测合金块重力 G；2再将合金块浸没水中，此时弹簧测力计读数为 G0。= 0G水方

6、法三量筒1用弹簧测力计测合金块重力 G；2读出量筒中水的体积 Vl；3把合金块放人量筒中，读出此时量筒中水的体积 V2。= （gV12二型、传统器材中缺少明显测体积的器材：1、 （03 年青海省）小红同学要测定某种金属颗粒的密度，现有一架天平、一盒砝码、一个溢水杯和足量的水，她的实验有如下 4 步：（金属颗粒体积如何得到？）把天平放在水平桌面上，并调横梁平衡。把适量的金属颗粒轻轻放入盛满水的溢水杯，并溢出部分水，然后用天平称出金属颗粒、溢水杯和剩余水的质量 m。用天平称出盛满水的溢水杯的总质量 M。用天平称出适量的金属颗粒的质量 m1。请你帮她排出正确的实验步骤顺序或。写出金属颗粒的密度表达式

7、。 金 = m1 水 /（m 1+M+m） 。2、 （03 年安徽省） “铅球是用纯铅制成的吗？”体育课后同学们提出了疑问。请你设计一种鉴别方法来探究这一问题。 （假设铅球是实心的）写出所需的实验器材。简要写出相应的实验步骤。方法一：（属于“一型” ）台秤、刻度尺、三角板（辅助）。步骤：用三角板辅助刻度尺测出铅球的直径 D，求出铅球的体积 V= 用台秤称出 铅球的质量 m；求出铅球的密度 = 。方法二：水桶、台秤、网袋。步骤：用台秤称出铅球的质量 m；在水桶中装满水称出满桶水和桶的质量 m1；将铅球放入水中待一部分水溢出后再将水桶放到台秤上称量质量为 m2则铅球的密度 =方法二：水桶、弹簧测力

8、计、网袋。步骤：用网袋将铅球挂在弹簧测力计称出铅球的重力 G；在水桶中盛适量的水将网袋及铅球浸没水中读出弹簧测力计的示数 G1铅球的密度 =3、(03 昆明)有一团很细的金属丝，要测量它的密度和长度。已知这团金属丝粗细均匀，并已测得它的横截面积为 S，水的密度为 水 。现有一台托盘天平(已调平)，一盒砝码、一个弹簧秤、一个烧杯(金属丝能够放进去)、细线、足量的水。请你从上述所给器材中选择适当器材，设计一个能测出这团金属丝的密度和长度的方案。要求：(1)写出所需器材；(2)写出主要的测量步骤；(3)用已知量和测量量写出金属丝的密度和长度的表达式。解答：（1）所需器材：天平、砝 码、 弹簧秤、烧杯

9、、细线、水；（2）实验步骤：用天平测出金属丝的质量 m（或用弹簧秤测出金属丝的重力 G，m= ）；作细线拴住金属后吊在弹簧秤下，并将金属 丝浸没到盛水的 烧杯中， 记下读数 G0，则金属块受浮力 F 浮 =mg-G0（或 F 浮 =G-G0）；由阿基米德原理 F 浮 = 水 gV 排 = 水 gV，则物体体积 V= （或 V= ） ； （3）表达式：金属丝的密度 = （或 = ）0水金属丝长度 L= （或 L= ） 。gSGmSV水水 00gSG水水 04、（04 锦州）王新同学在学校测完石块密度后，想到这样一个问题：石块和铁块谁的密度大？放学回到家中，想粗略地测定铁块密度，但家里没有量筒、天

10、平等器材，于是想到利用浮力知识完成实验.他从家中找来以下器材：茶杯、水、小铁块、细线和弹簧秤.(1)请简要写出他的实验步骤，并用字母表示所测的物理量.步骤：_；_；_。(2)铁块密度的表达式 铁 =_.三型、传统器材中缺少明显测质量的器材：1、 （02 年天津市）给你一只量筒和适量的水，请你设计一个实验，估测一块橡皮泥的密度。要求：（1）写出实验步骤及需要测量哪些物理量。 （2）导出用所测量的量表示的橡皮泥密度的数学表达式。器材：正方体小蜡块、量筒、大头针、细线、小铁块、刻度尺、足量的水。2、 （03 年黄冈市）03 年 6 月 1 日三峡库区正式蓄水，6 月 2 日文物工作者还在加紧库区的文

11、物挖掘和搬迁工作，一位工作者发现了一古代的小酒杯。请你选用下列提供的器材测量小酒杯的密度（酒杯的密度大于水的密度，水作为辅助器材可以直接选用） 。器材：量筒（内径大于酒杯的口径）天平弹簧测力计刻度尺密度计细线实验器材： （只填序号）实验步骤： 。3、 （03 年长沙市）为了测石块的密度，实验中学物理兴趣活动小组的同学们利用一只小实验器材 正方体小蜡块、量筒、大头针、足量的水实验步骤 把适量的水蜡块密度表达式 蜡块gGg水水 浮 g水 00V水水43 D2 2( ) 36 m D 3 m 水m m1 m2 G 水G G1 玻璃杯、一个量筒和适量的水做了如下实验：在量筒内倒入 60cm3 的水；将

12、小玻璃杯开口向上漂浮在量筒内的水面上（如图 3 甲所示）此时水面与 84cm3 刻线相平；将石块放入小玻璃杯中，让小玻璃杯漂浮在量筒内的水面上（如图 3 乙所示）此时水面与 100cm3 刻线相平；取出小玻璃杯，将石块沉没在量筒内的水中（如图 3 丙所示）此时水面与 64cm3 刻线相平；根据以上数据可知，小玻璃杯的质量为 Kg，石块的体积是 m3，石块的密度是 Kg/m3。4、小明同学在过生日时收到了一个内有“生日快乐”的小水晶球，图 4 是他用量筒、小玻璃杯来测量水晶球密度的实验示意图，实验记录表格尚未填写完整，请你帮他完成表格中的内容。空玻璃杯漂浮在水面上时量筒的示数/ml水晶球放入玻璃

13、杯中漂浮在水面上时量筒的示数/ml水晶球从玻璃杯中取出放入水中时量筒的示数/ml水晶球的密度 /g/cm330 60 40 3.04、提供烧杯、刻度尺和水，请你测量密度小于的长方体小木块的密度。请写出测量方法及最后密度表达式。四、开放型：器材、方法自选1、 （02 年济南市）某课外兴趣小组，将塑料小桶中分别装满已知密度的四种不同液体后，用弹簧秤测力计称它们的重，记录了下表中的数据。通过分析此表，小红同学发现液体密度与弹簧测力计示数之间有一定规律。能正确反映这一规律的图象是： 若小桶中盛满密度未知的某种液体时,弹簧测力计的示数为2.3N，小红推算出了该液体的密度 Kg/m3。小亮同学根据小红的发

14、现，将实验时所用的弹簧测力计和小桶改装成了一个液体密度计。使用时，只需将小桶中装满待测液体，就可以从弹簧测力计指针位置直接读出液体的密度。请你帮他在图中把液体密度计的零刻线和最大刻度线向右延长，并标出相应的刻度值。2、 （青岛 03）现在你有如下几种物品：泡沫塑料一块、纸盒一个、樱桃一盘，请你用它们制作一个能通过樱桃数量来比较液体大小的装置，写出制作过程，并说明如何使用（也可画出装置图配合说明）3、 （03 年海南省）小伟想在炎热的夏天测定冰块的密度，请你帮助他设计出实验的主要步骤。2、 （04 年宜昌市）为研究物质的某种属性，同学们找来大小不同的蜡块和大小不同的干松木做实验，实验得到如下数据

15、：请你用图象形象地把两种物质的质量随体积变化的情况表示出来（如图所示）通过对以上图象的分析，你可以得到液体密度（g/cm 3） 0.8 1.0 1.2 1.4弹簧测力计的示数（N） 1.6 1.8 2.0 2.2100图 3ml204000608020406080ml图 4ml20406080什么结论（要求写两条） 。在物理学上通常用什么物理量来表示物质的这种属性。五、综合型：1、 （04 年福州）给你一架无砝码、无游码已调好的等臂天平和一个量筒、细绳、一些细沙及适量的水（设水的密度 水 已知） 。请测出一块小矿石的密度。要求：（1）写出实验步骤及要测量的物理量。（2）推出用所测物理量表达矿石密度的表达式。步骤： 将天平的一端放上量筒，另一端加细纱直到天平平衡； 在细纱的盘中放上小矿石，另一端的量筒中加水使天平平衡，记下量筒中水的示数 V1；则小矿石的质量为 水V1；倒掉量筒中的水，在量筒中再加适量的水 记下读数 V2；将