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1、初中物理实验设计及答案一、天平量筒法例题 :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: 二、助沉法例题 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
2、,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。四、弹簧测力计法也可称(双提法)
3、-测固体密度【例题】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
4、测力计测出金属块浸没在水中受到的拉力F。实验结论:金注意: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。 密度的表达式推导过程如下: F浮GF拉 V金 金弹簧测力计法(也可称三提法)-测液体密度49(05年试题)小东同学想测出液体B的密度,他手边只有:一个弹簧测力计、一根细线、一个小石块、两个烧杯和足量的水。小东同学根据这些器材设计出了下面的实验步骤,但不完整。请你将小东的实验步骤补充完整:(1)用细线系住小石块,将适量的水与液体B分 别倒入两个烧杯中;(2) ;(3)用弹簧测
5、力计测出小石块浸没在水中受到的 拉力F;(4) 。 请根据小东测量的物理量表示出液体B的密 度:B 。分析与解:上面的例题是用弹簧测力计,测不溶于水且密度大于水的固体的密度。如果再用弹簧测力计提着物体浸没在未知液中,就可以测出未知液体的密度。这就是所谓的“三提法”。 这道题已经将实验器材以及部分实验步骤写出。 应补充的步骤为: (2)用弹簧测力计测出小石块受到的重力G (4)用弹簧测力计测出小石块浸没在液体B 中受到的拉力F实验结果:液体B的密度:B【例题】设计两种测量牛奶密度的方法,所需器材请在以下提供的器材中选择。 器材:天平(含砝码)、刻度尺、两端开口的直玻璃管(一端扎有橡皮膜)、烧杯(
6、无刻度)、适量的水、足量的牛奶、细线。五、 等 压 强 法 实验器材:刻度尺、两端开口的直玻璃管(一端扎有橡皮膜)、烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、 细线。实验步骤: 1.烧杯中倒入适量的水; 2.将适量的牛奶倒入直玻璃管中,让扎有橡皮膜的一端放在水平桌面上,如图甲,用刻度尺测出牛奶的高度 h牛; 3.将直玻璃管缓缓放入烧杯的水中,观察橡皮膜的凹陷程度,直到橡皮膜呈水平状态时为止。用刻度尺测出 橡皮膜到水面的高度h水,如图乙。 实验结果:当橡皮膜呈水平状态时,牛奶对橡皮膜向下的压强等于谁对橡皮膜向上的压强。即p牛p水 牛gh牛水gh水牛奶的密度:牛h牛h水图甲图乙六、 等 体 积 法 实
7、验器材:天平(含砝码)、刻度尺、烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、细线。实验步骤: 1.用调节好的天平,测出空烧杯的质量m0; 2.将适量的水倒入烧杯中,用天平测出烧杯和水的总质量m1,用刻度尺量出水面达到的高度h(或用细线标出水面的位置); 3.将水倒出,在烧杯中倒入牛奶,使其液面达到h处(或达到细线标出的位置),用天平测出烧杯和牛奶的总质量m2。实验结果: 因为水和牛奶的体积相等, V牛V水 注意:实验器材中只有天平(含砝码),但没有量筒,可以借助水的密度已知,利用体积相等,计算出密度。我们称之等体积法。七、 等 质 量 法 实验器材:天平、刻度尺、两个相同的烧杯(无刻度)、适量的水、
8、足量的牛奶、滴管。实验步骤: (1)调节天平,将两个相同的烧杯分别放在天平的左右盘上; (2)将适量的水和牛奶分别倒入两个烧杯中,直至天平再次平衡为止; (3)用刻度尺分别测量出烧杯中水面达到的高 度h水和牛奶液面达到的高度h牛。实验结果: 因为水和牛奶的质量相等, m牛m水 牛V牛水V水 牛h牛S水h水S 牛h牛水h水 即 牛注意:这道题给出天平,但不含码,就没有办法测出水和牛奶的质量值。可以利用刻度尺测出水和牛奶的高度,计算出牛奶的密度。这种方法,我们称之为等质量法。八、 杠 杆 法 例题8(2006 年北京市中考试题)小东想估测出某种油的密度油,他手边的 测量工具只有刻度尺。小东利用身边
9、的器材设计出一个实验方案。首先找一根直硬棒,用细线系在O点吊起,硬棒在水平位置平衡,然后将已知密度为的金属块B挂在硬棒左端C处,另外找一个重物A挂在硬棒右端,调节重物A的位置,使硬棒在水平位置平衡,此时重物挂在硬棒上的位置为E,如图所示。下面是小东测出油的部分实验步骤,请你按照小东的实验思路,将实验步骤补充完整。(1)用刻度尺测出OE的长度Lo;(2)把金属块B浸没在油中,把重物A从E 处移动到D处时,硬棒再次在水平位置平衡;(3) ;(4)利用上述测量出的物理量和题中的已知 量计算油的表达式为: 。注意: 1.利用杠杆平衡条件测密度。 2. 利用杠杆平衡条件测液体密度,通常我们把这种测密度的
10、杠杆,称之为“密度秤”。 例题9 在课外小组里,肖英和其他同学利用木棍、铁块和细绳等材料制作了一杆可以测量液体密度的“密度秤”。把细绳系在木棍的重心O处并把木棍挂起,M和N是两个铁块。当M在A点,N在B点时,木棍如图所示平衡。把M浸没在水中,N移至C点时,木棍再次水平平衡。把M浸没在某种液体中,N移至D点时,木棍又处于水平平衡。可知被测液体的密度_水的密度(填:“大于”、“小于”或“等于”)。 本题答案:大于。九、一漂一沉法15小红家有一个空心的废牙膏皮,学习了密度知识后,想利用量筒和水测定牙膏皮的密度,请你帮她完成下列任务。(1)写出实验步骤;(2)用所测量出的物理量写出 牙膏皮密度的表达式
11、。 【中】 分析:(1)实验步骤: 在量筒内倒入适量的水,记下量筒的示数为V0; 使空牙膏皮漂浮在量筒中,记下量筒的示数为V1; 将空牙膏皮卷成团,把空气排除,浸没在量筒的水中,记下量筒中的水示数为V2。(2)牙膏皮密度的表达式: 分析与解:这道题运用的实验原理:物体的漂浮条件。所谓“一漂一沉法”,即“一漂”:当物体漂浮在液面静止时,它受到的浮力等于重力。利用物体漂浮在水中找到重力-得到物体的质量;“一沉”:利用物体沉没在水中,找到体积,则物体的密度就可以测得。例题 如图在盛有水的量筒中放一个木块,水面所对量筒的示数为V1,如图甲;若在木块上一石块后木块仍漂浮,此时水面所对量筒的示数为V2,如
12、图乙;若将石块从木块上拿下放入水中,水面所对量筒的示数为V3,如图丙。 求:石块的密度。木块石石V2V3 图甲 图乙 图丙 木块木块V14测定组成实心金属球金属的密度。如图14所示,杠杆的重力忽略不计,请你将下列实验步骤补充完整。A水OBC(1)将金属球挂在杠杆的A段,将钩码悬挂在B点,杠杆在水平位置平衡。(2)将金属球没入水中,此时将钩码移动到C点,杠杆仍在水平位置平衡。(3)用刻度尺测量AO的长度为L1;(4) , ;(5)金属密度的表达式为 。(3分)6小明家买的某种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),做成了一支“密度计”。小明又找来一个足够深的盛水容器和一把刻度尺。请你按照小明的实验思路,将实验步骤补充完整。 (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”放入盛水的容器中,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) ; (4) 已知水的密度为水,利用上述测量出的物理量和已知量计算牛奶密度的表达式 为: 。9. 测量某种液体的密度。(1)把天平放在水平桌面上,将游码移至零刻度处,发现指针偏向分度盘的