物质密度的测定方法

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  密度是初中物理重要的基础知识,物质密度的测定是学生必须掌握的基本技能。而与密度相关联的知识在中考中考点很多。
  1测定固体密度
  1.1常规方法
  器材天平、量筒、烧杯、细线、水、待测固体。
  步骤(1)用天平称出物体的质量,用m表示;
  (2)向量筒注入适量的水,测出体积V1;
  (3)用细线将物体系住,慢慢放入盛水的量筒中,记下此时体积V2;
  思考
  (1)若上述步骤中先2、3后1,则所测结果。
  (2)如图1所示,对于规则形状的固体,体积可用(器材)直接测得。
  (3)当ρ固<ρ水时,怎么测体积?
  (4)当某物质可溶于水,怎么测体积?
  例1如何利用弹簧测力计、量筒、水、细线测定一石块的密度(两种方法)?
  例2现有天平、玻璃杯、水、细线,如何测定某石块的密度?
  1.2利用浮力的知识
  例3如何利用弹簧测力计、烧杯、水、细线测定一石块的密度?
  例4如何利用量筒、水、细针测定一密度小于水的塑料块的密度?
  思考在图3中,塑料块如果是规则柱状体,如何用刻度尺测量测出塑料块的密度?
  解分别用刻度尺测出规则柱状体的高l和在水面下的高l下,如图3所示,则规则柱状体的密度为ρ物=l下lρ水。
  2测定液体密度
  2.1常规方法
  例5如图4所示,现有天平(无砝码)、量筒、烧杯和水,如何测定某未知液体的密度?
  解(1)在调节好的天平两托盘放相同的烧杯,其中一个盛水,另一个盛待测液体,用滴管滴加液体,直到天平平衡。
  (2)用量筒测出水的体积V1.
  (3)用量筒量出待测液体的体积V2.
  (4)待测液体密度表达式:ρ液=V1V2ρ水。
  思考在图4中,只有天平(无砝码)、烧杯、水,如何用刻度尺测出待测液体密度?
  分析和上面的方法相同,不用量筒时,用刻度尺分别测量两只相同烧杯中水和液体的高度h水和h液,待测液体密度表达式:ρ液=h水h液ρ水。
  2.2利用浮力的知识
  例6如何利用弹簧测力计、烧杯、水、细线、石块测定待测液体的密度?
  例7测定患者血液的密度是医学上判断病人病情的一个重要依据。图5是医生用不同密度(已知)的硫酸铜溶液测定患者血液密度的图形。
  (1)医生根据试管中的硫酸铜确定患者的血液密度。(2)医生判断的依据是:。
  分析根据物体的浮沉条件,血液滴悬浮在硫酸铜溶液中,两者密度相同。
  2.3用密度计测定液体的密度
  可以直接测定液体的密度。
  原理液体的浮沉条件。
  使用方法让密度计直立漂浮在液面上静止。读出液面所对密度计上的刻度值(如图6所示)。
  思考密度计上的刻度从上向下,刻度值越来越。
  2.4利用液体压强测定液体的密度
  例8某同学用图7所示装置测定牛奶密度,先在大容器中倒入水,然后用两端开口、一端扎有橡皮膜A的玻璃管,向其中倒入牛奶,然后将此玻璃管竖直向下缓慢地插入盛水的大容器中,一直到下端橡皮膜为止。该同学在实验中应测量的物理量有:、;牛奶密度的表达式是:。
  分析如图所示,当橡皮膜变平时,橡皮膜受到的试管中牛奶向下的压强p1和大容器中水向上的压强p2相等,分别测量橡皮膜在水中的深度h1和在牛奶中的深度h2.则牛奶密度的表达式为:ρ2=h1h2ρ水。
  例9如图8所示,U形管中分别在左、右管中注入水和未知密度的液体(不溶于水),静止后,分别测量的物理量有:、;牛奶密度的表达式是:。
  分析根据连通器两管中液体(静止时)压强相等,分别测出水面和液面到界面处的深度h1和h2,液体密度的表达式为:ρ2=h1h2ρ水。
  例10如图9所示,压强计是用来比较液体压强大小的仪器,也可以用来测定液体的密度。把压强计金属盒浸入到水中和未知密度的液体中的不同深度处,使两次压强计U形管两管的高度差H,用刻度尺分别测出和。则液体的密度的表达式是:。
  分析压强计是用转化法显示液体内部压强的。保持两次测量U形管两管液面高度差相同(橡皮膜在液体中的压强相等),用刻度尺分别测出橡皮膜在水面下和未知密度液面下的深度h1和h2,则液体密度为:ρ液=h1h2ρ水。测定物质的密度还可以和其他的知识点相联系,但“万变不离其中”(见下面有关例2的变化),解题时,弄清题意,分析题目中的测定原理和可用器材是解题的关键。例2、用天平(含砝码)、玻璃杯、水、细线,如何测定一小石块的密度?解:(1)①用天平测出石块的质量m1;②用天平测出装有水的玻璃杯的总质量m2;③用细线系住石块,使石块浸没在玻璃杯的水中,用天平测出此时左边装置的总质量m3 ;(2)石块密度的表达式: (说明:石块受到的浮力为F浮=(m3 - m2)g)。
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