密度測法集萃
2008-12-31 00:00:00孫全福孫全宏
物理教學探討 2008年14期
測量物質密度的基本原理是ρ=mV。這是密度測量的主線和基本思想。但在具體情況下測量密度的方法又是多種多樣的。
1 用密度定義ρ=mV測密度
1.1 剩余法
器材：量筒、天平(砝碼)、燒杯、待測液體。
步驟：（1）把被測液體倒進燒杯中，用天平稱出其總質量M1；
（2）把燒杯中液體倒入量筒量出體積V；
（3）用天平稱出燒杯和剩余液體的質量M2；
密度表達式：ρ=MV=M1-M2V
1.2 稱質量法
器材：天平、空瓶、水，待測液體
步驟：(1)用天平稱出空瓶時質量m1；
(2)空瓶裝滿水，用天平稱出空瓶與水的總質量為m2；
(3)倒掉水裝滿被測液體，用天平稱出空瓶與液體的總質量m3。
密度表達式ρ液=mV=m3-m1m2-m1ρ水
1.3 天平刻度尺法
器材：天平、刻度尺、燒杯、水、待測液體
步驟：(1)在燒杯內裝入適量的水，用天平測出水和杯的總質量m。用刻度尺量出液體的深度為h1。
(2)倒出水，在燒杯中裝液體，使杯和液體的總質量為m，用刻度尺量出液體的深度為h2。
密度表達式：ρ液=h1h2ρ水
2 用壓強知識測密度
2.1 U型管法
器材：U型管、水、刻度尺、待測液體
步驟：(1)將待測液體倒入U型管中；
(2)將水倒入U型管的另一管中；
(3)用刻度尺量出液柱h1和h2。
密度表達式：ρ液=h2h1ρ水
2.2 海爾管法
器材：海爾管、水、抽氣機、待測液體
步驟：(1)將海爾管的兩腳分別插入水和液體中。
(2)用抽氣機在管上方抽氣，水和液體分別沿管上升，用刻度尺量水和液體高分別為h1和h2。
密度表達式：ρ液=h1h2ρ水
2.3 壓強計法
器材：壓強計、刻度尺、裝有液體的燒杯。
步驟：1、在燒杯中倒入一定量的液體；
2、把壓強計的金屬盒放入燒杯的底部，讀出壓強值P；
3、用刻度尺量出液面到金屬盒的深度h。
密度表達式：ρ液=Pgh
2.4 管膜法
器材：刻度尺、水、兩端開口的玻璃管、橡皮膜、細線、燒杯、滴管、待測液體。
步驟：(1)在燒杯中倒入適量的液體；
(2)把玻璃管一端用橡皮膜包住，并用細線扎緊；
(3)把玻璃管豎直插入水中，刀：口向上，往里面裝液體，直到橡皮膜扁平為止；
(4)用刻度尺量出管內液體深度h和水面到橡皮膜的深度h′。
密度表達式：ρ液=ρ水h′h
3 用浮力知識測密度
3.1 稱重法
方案一：器材：待測物體、彈簧秤、燒杯、水、細線。
步驟：(1)用細線將被測物體拴好，再用彈簧樸測出其在空氣中的重G1。
(2)用彈簧秤測出物體全部浸沒于水中時的視重G2。
密度表達式：ρ物=G1G1-G2ρ水（注：ρ物>ρ水）
方案二：實驗器材：待測物體、量筒、細線、水
步驟(1)量筒中倒入適量的水，記體積V1。
(2)把待測物體放入量筒內的水中，記下此時水面升高到的體積V2。
(3)用細針將待物塊全部按入水中，記下此時水面升高到的體積V3。
表達式：ρ物=V2-V1V3-V1ρ水(注：p物 3.2 漂浮法 器材：刻度尺、水槽、水、木塊。 步驟：(1)用刻度尺測出木塊高為h； (2)將木塊浮在水面上，靜止時，測出木塊露出水面的高度為h′。 密度表達式：ρ木=h-h′hρ水 3.3 復排法 器材：量筒、水、玻璃小瓶、測ρ玻璃 步驟：(1)在量筒內倒入適量的水，記下示數V1。 (2)讓小瓶口朝上漂浮在量筒內水面上，記下示數V2。 (3)再讓小瓶口朝上浸沒于量筒內水中，記下示數V3。 密度表達式：ρ玻璃=V2-V1V3-V1ρ水 4 用杠桿知識測密度 （1）桿尺法方案一器材：杠桿、鉤碼、刻度尺、水、待測物體 步驟：(1)按圖1所示，移動鉤碼，使杠桿在水平位置平衡，用刻度尺量出L1。 （2）按圖2，將待測物體浸沒在水中，移動鉤碼，仍使杠桿平衡，用刻度尺量出此時的L2。 表達式：ρ物=L1L1-L2ρ水（注：p物>p水） 方案二：實驗器材：杠桿、鉤碼、刻度尺、水、金屬塊、待測物體。 實驗步驟：(1)按圖1仗杠桿平衡，則有ρ物gV物L=GL1① (2)把一金屬塊拴在待測物體下面，按圖2先只讓金屬塊浸沒在水中，移動鉤碼位置，使杠桿在水平位置平衡，用刻度尺量出L2，則 （G物+G金-F浮）L=GL2 即（G物+G金-ρ水gV金）L=GL2② (3)將物體和金屬塊都沉沒在水中，移動鉤碼，使杠桿在水平位置平衡，用刻度尺量出L3，則 （G物+G金-F浮2）L=GL3 即［G物+G金-ρ水g（V物+V金）］L=GL3③ （4）計算：②-③得： ρ水gV物L=G（L2-L3），④ ①/④得：ρ物=L1L2-L3ρ水（ρ物<ρ水） 測量密度的方法很多，同學們在學習中要善于總結，找到一種知識與其他知識的聯系，既可以起到鞏固新知識，又能更好地復習和利用所學過的舊知識。達到融會貫通的目的。
