Transcript 物质密度的测量方法
初中物理总复习专题 物质密度的测量方法 执教：临川四中 王新春 王新春工作室 测物质密度 原 理 m V ①物体的质量m 两个物理量测量 ： ②物体的体积V 测物体质量 ①天平 m V ②弹簧测力计 G m g 测物体质量 如何用量筒和水测一不规则小木块的质量？ ③ 量筒和水（漂浮法） G F浮 水 gV排 m 水V排 水 (V 2 V 1) 测物体质量 ④ 刻度尺、钩码、杠杆 L2 L1 m0 m 杠杆平衡条件 m0g×L1=mg×L2 m= L1 m0 L2 测物体体积 规则物体 ①刻度尺 不规则物体 ③天平、水 ml ②量筒、水 ml v1 v2 测物体体积 ④弹簧秤、水 分析： F G A在水中所受的浮力 F浮 G F 水 gV排 由于浸没 A A 水 F浮 G F 因此: VA V排 水 g 水 g 测物质密度 ①天平 测量质量仪器 ②弹簧秤 G m g G F浮 水 gV排 漂浮： ③量筒和水 m 水V排 ④刻度尺、钩码 杠杆原理 ①刻度尺（物体形状规则） 测量体积仪器 ②量筒、水、（加）大头针 ③天平、水 ④弹簧秤、水 V物 V排水 m排水 水 F浮 G F拉 利用浮力 V物 V排 水 g 水 g 测量质量和体积的方法组合后可测密度 一．密度大于水的固体物质的密度测量 1、常规法 1）形状规则的物体 仪器：天平 刻度尺 表达式 m 3 (正方体） L m （长方体）abc ( 为长宽高) abc 一．密度大于水的固体物质的密度测量 1、常规法 2）形状不规则的物体 ml ml 仪器：天平 天平 量筒 水 v1 质量m 表达式： m V2 V1 V V2 V1 v2 2、特殊法 1）只给天平、没有量筒 方案一 仪器：天平、小烧杯、溢水杯、细线和水 表达式 ρ＝m1ρ水/（m3-m2） 2、特殊法 1）只给天平、没有量筒 方案二 m1 仪器：天平 m2 烧杯 水 m3 2、特殊法 m1 + m2 = m3 = m1 + m2 - m3 = 物体+全部水+烧杯 物体+剩余水+烧杯 排开的水 2、特殊法 1）只给天平、没有量筒 方案二 m1 仪器：天平 烧杯 m2 水 m3 m2 m1 m3 m m m m 分析： 排水 2 1 3 所以V物 V排水 m1 表达式： 物 水 m2 m1 m3 水 2、特殊法 1）只给天平、没有量筒 方案三 仪器：天平、小烧杯、细线和水 m1 m 表达式 m2 2、特殊法 1）只给天平、没有量筒 方案四 m1 仪器：天平、小烧杯、细线和水 m2 m V石=V排水=(m3-m2)/ ρ水 ρ石=m1 ρ水/(m3-m2) 3 2、特殊法 2）只给弹簧秤 、没有量筒 仪器：弹簧秤 水 烧杯 质量 F G 体积 F浮 G F G m g 表达式： 水 V物 V排 F浮 水 g G G 水 水 F浮 GF 2、特殊法 3）只给量筒、没有天平 方案一 仪器：量筒 水 分析： 质量 G F浮 mg 水 g (V2 V1 ) 以橡皮泥为例 m 水 (V2 V1 ) 体积 V V3 V1 表达式 V2 V1 水 V3 V1 2、特殊法 3）只给量筒、没有天平 分析： 质量 G F浮 方案二 仪器：量筒 水 小烧杯 ml ml ml v2 v1 mg 水 g (V2 V1 ) m 水 (V2 V1 ) v3 体积 V V3 V1 表达式 V2 V1 水 V3 V1 2、特殊法 3）只给量筒、没有天平 方案三 仪器：量筒 水 长直方木块 质量 石 木块 木块 V1 V2 木块 石 图甲 图乙 图丙 分析： G F浮 mg 水 g (V2 V1 ) V3 m 水 (V2 V1 ) 体积 表达式 V V3 V1 V2 V1 水 V3 V1 2、特殊法 4）没有量筒、也没有天平 方案一 仪器：刻度尺 圆筒杯 水 小塑料杯 水 h1 水 m =ρ水（h2-h1）S h2 h3 v =（h3-h1）S 表达式：ρ=ρ水(h2-h1)/(h3-h1) 2、特殊法 分析： 杠杆第一次平衡时 方案二 L1 L2 o GA A B L1 GB L'2 o A B GB 用 刻 度 尺 测 出 L2 和 L'2 GA L1 GB L2 （1） 杠杆第二次平衡时 （G A F浮）L1 GB L2 （2） GA L2 (1)式 可得： (2)式 G A F浮 L2 A VA g L 2 A VA g 水 gV A L2 A L 2 A 水 L2 L2 水 表达式： A L2 L2 密度大于水的固体的密度测量特殊方法小结 1、只给天平、没有量筒 2、只给弹簧秤 、没有量筒 天平、小烧杯、细线和水 弹簧秤 水 烧杯 3、只给量筒、没有天平 量筒 水 小烧杯 4、没有量筒、也没有天平 刻度尺 圆杯 水 小杯 二．密度小于水的固体物质的密度测量 1、常规法 1）形状规则的物体 仪器：天平 刻度尺 表达式 m 3 (正方体） L m （长方体）abc ( 为长宽高) abc 二．密度小于水的固体物质的密度测量 1、常规法 2）形状不规则的物体 ml 方案一： 针压法 ml v1 仪器：天平 量筒 水 大头针 天平 质量m m 表达式： V2 V1 V V2 V1 v2 二．密度小于水的固体物质的密度测量 1、常规法 2）形状不规则的物体 方案二：悬垂法 V1 仪器：天平 量筒 水 铁块 细线 天平 质量m m 表达式： V2 V1 V V2 V1 V2 2、特殊法 漂浮得质量 分析： G F浮 1）只给量筒、没有天平 mg 水 g (V2 V1 ) 仪器：量筒 水 大头针 m 水 (V2 V1 ) ml ml v1 ml v2 v3 针压得体积 V V3 V1 表达式 V2 V1 水 V3 V1 2、特殊法 2）没有量筒、也没有天平 仪器：刻度尺 烧杯 水 （形状规则物体） h2 h1 分析： 漂浮 G F浮 G排水 m m排水 m 由 可知 V V排 S (h1 h2 ) h1 h2 h1 h2 m一定， 物 水 表达式： 水 V物 sh1 h1 h1 密度小于水的固体的密度测量方法小结 1、针压法 天平 量筒 水 大头针 2、悬垂法 天平 量筒 水 铁块 细线 3、只给量筒、没有天平 4、没有量筒、也没有天平 量筒 水 大头针 刻度尺 烧杯 水 三．液体密度的测量 1、常规法 方案一 仪器：天平 m1 量筒 m2 烧杯 ml v m 2 — m1 密度的表达式： V ∴ρ大于真实密度，误差较大。 ∵V明显小于真实值， 三．液体密度的测量 1、常规法 方案二 仪器：天平 量筒 一部分 m1 烧杯 m2 ml v 密度的表达式： m1 — m 2 V 2、特殊法 1）等体积法 m1 仪器：天平 烧杯 m2 水 m3 m2 m1 m m m 且 m m m 分析： 液 3 1 2 1 所以V液 V水 水 水 m3 m1 水 表达式： 液 m2 m1 2、特殊法 2）等质量法 仪器：天平 刻度尺 两个相同的烧杯 滴管 水 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。 2、特殊法 分析： ∵ 因为水和牛奶的质量相等， m牛 ＝ m 水 ∴ ρ牛V 牛＝ ρ水V 水 ρ 牛 h 牛 S ＝ ρ水 h 水 S ρ牛h 牛＝ ρ水h 水 即 h ρ牛＝ h 水 牛 水 2、特殊法 3）等压强法 仪器：玻璃管(平底薄壁） 刻度尺 水 大容器 分析：玻璃管内外液体对管底压强相等 P液 P水 液 gh2 水 gh1 表达式： 液 h1 水 h2 h1 h2 也可用两端开口的玻璃管，下端用橡皮膜扎紧 （或用薄塑料片盖住），橡皮膜水平时，同上。 2、特殊法 4） U形管法 仪器：U型玻璃管 刻度尺 水 分析：U型管两侧液体压强相等 P液 P水 液 gh1 水 gh2 表达式： h2 液 水 h1 液体与水不能相溶，否则，此方法不适用。 2、特殊法 5）等浮力法 仪器：均匀木棒（一端缠铁丝）刻度尺 水 烧杯 分析： 漂浮：G F浮 水 gS木 h1 液 gS木 h2 两次浮力相等F浮 F浮 水 gV排水 液 gV排液 h1 水 水 h1 液 h2 表达式： 液 h2 h1 水 h2 待测液体 2、特殊法 6）称重法 仪器：弹簧秤 两个烧杯 水 金属块 细线 F1 G F2 分析： A在水中所受的浮力 F浮 G F1 水 gVA ① A在液体中所受的浮力 F浮 G F2 液 gV A A A 水 A 待测液体 ② G F2 液 ② 得: ① G F1 水 G F2 水 表达式： 液 G F1 2、特殊法 分析： 杠杆第一次平衡时 7）杠杆法 L1 L2 o GA A B L1 GB L'2 o A B GB 用 刻 度 尺 测 出 L2 和 L'2 GA L1 GB L2 （1） 杠杆第二次平衡时 （G A F浮）L1 GB L2 （2） GA L2 (1)式 可得： (2)式 G A F浮 L2 A VA g L2 A VA g 液 gVA L2 A L 2 A 液 L2 L2 L2 A 表达式： 液 L2 测液体密度特殊方法小结 1、等体积法 天平 烧杯 水 2、等质量法 天平 刻度尺 两个相同烧杯 滴管 水 3、等压强法 玻璃管 4、 U形管法 U型玻璃管 刻度尺 水 5、等浮力法 均匀木棒 刻度尺 水 烧杯 刻度尺 水 大容器 6、称重法 弹簧秤 两个烧杯 水 金属块 细线 7、杠杆法 一根直硬棒 烧杯 金属块 线 刻度尺 临川四中 王新春 邮件 [email protected]