利用浮力知识测密度的方法（完整版）

1、、利用浮力测固体质量的质量-7 -原理：根据物体漂浮在液面上时,代换就能间接算出物体的质量，然后根据F浮=G物=口物g，而F浮=液gV排，只要能测物体漂浮时的浮力，通过等量漂浮。方法：等量代换公式变形例1-=m/v，求得待测物的密度。对于不能漂浮的物体，要创造条件使其充分利用漂浮F ff=G物的特点请利用一个量筒和适量的水测出一玻璃制成的小试管的密度，写出主要实验步骤和玻璃密度表达式。空试管能漂浮在水分析：有量筒和水易测出试管的体积，要测其密度关键是如何通过等量代换找出质量。面上F s=G物，算出浮力就知道重力和质量。实验步骤：(如下图)(1) 在量筒中倒入适量水，记下水面对应刻度VI。(2)

2、 将小试管放进量筒使其漂浮，记下水面对应刻度V2。(3 )将小试管沉浮在量筒里的水中，记下水面对应刻度V3。表达式：玻=L： I拓展：利用上题中的器材，如何测出沙子的密度。 分析：沙子的密度大于水，要创造条件使其漂浮 实验步骤见图：(将沙子放进漂浮的试管里)，沙子重力等于试管增大的浮力。表达式:79LVj,9V 1二 J其实上题中的试管就相当于浮力秤，将被测物放进漂浮的试管，增加的浮力即为被测物重力，G物=水g(V2-V1)。“曹冲称象”也是利用这个原理测质量，使船两次浸入水中的深度相同，所受浮力相同，于是大象重 等于石头重。对于密度大于水的橡皮泥，可做成船状使其漂浮，测出V排算出浮力得到质量

3、，再使其下沉测出体积，可算出密度。二、利用浮力测固体物质的体积原理：根据F浮=液gV排得V排=、f ：，浸没时V排=V物，测出其浸没时受到的浮力，可计算物体排开液 体的体积，即为物体体积。方法：等量代换公式变形充分利用浸没 V排=2物的特点例2小新能利用的器材有：弹簧秤、大口溢水杯、口径较小的量筒、细线和足量的水，他要测量一石块 的密度，请你写出他能用的两种方法并写出所测石块密度的表达式。分析：用弹簧秤很容易测出石块的重力得到质量，但由于量筒口径较小，无法直語I r I I 凡 H 接测出石块体积。若能测出其浸没时受到的浮力，根据F浮=卩液gV排得V排滤,1浸没V排=V物可得石块体积。然后根据

4、 = ；可算出石块密度。有弹簧秤、溢水杯、量筒，测浮力可用称重法和阿基米德原理。实验步骤：方法一：（1）用弹簧秤测出石块的重力 G;（2）将挂在弹簧下的石块浸没水中（不能碰到容器底），记下此时弹簧秤示数G2;石块密度表达式：石丄方法二：（1）用弹簧测力计测出石块重力G;（2）在溢水杯中装满水后把石块浸没在水中，用量筒收集溢出的水，记下量筒中水的体积V （即为石块体积）。G_石块密度的表达式：水=广利用浮力测液体密度原理：由F浮=液gV排得液=卜，只要找出相应的 V物、F浮，即可求出待测液体密度。方法：等量代换公式变形称重法、原理法、平衡法求浮力例3某同学用一密度比水和牛奶都小的正方体木块和一种

5、常见测量工具，测出了牛奶的密度，请写出实验步骤和牛奶密度表达式。分析：此题显然用称质量测体积的方法不能测出牛奶密度。木块能漂浮在两液面上，易联想到利用浮力测密度。根据F浮=由F浮八：液gV排可知，只要测出木块漂浮在牛奶液面时受到的浮力和排开液体的体积，就能算出牛 奶密度。而木块既能在牛奶中漂浮又能在水中漂浮，两次所受浮力相等。用量筒易测出木块漂浮在两液面时的V唇即术% #朮排可得浮力，所以奶=il=。从上式中发现只要找出排开两液体体积的关系，就可算出待测液体的的密度。木块漂浮时V排=Sh浸，用一刻度尺分别测出木块漂浮在牛奶和水面时浸入（或露出）液面长F當P帛gSh朮覆方桶戸度，也能得到两次 V

6、排间的关系，二奶=il = 7 =7V口:* 17V. 申-1水牛奶方法一：器材水牛奶 量筒 正方体木块实验步骤：(1) 在量筒中装适量的水记下体积为V(2) 将木块放进量筒中使其漂浮在水面记下示数为V(3) 将量筒中的水倒掉再装适量的牛奶记下体积为V2(4) 把木块放进量筒中使其漂浮在液面记下示数为Vs-V牛奶密度表达式：奶=方法一：器材水 牛奶刻度尺正方体木块实验步骤:(1)用刻度尺测出正方体木块的边长为a(2)将木块放在水中漂浮，用刻度尺测出其露出水面的长度Li(3)再将木块放在牛奶中漂浮，用刻度尺测出其露出液面的长度L2牛奶密度表达式:拓展：1 第二种方法中的木块相当于“密度计”，它在

7、不同液体中都漂浮所受浮力一定，液体密度与排开液体体 P老金积成反比(，=一”市)。2 若一物体漂浮在液面上，根据F浮=匚液gV 排=Gfe =物gV物，只要知道V排和V物的关系，已知 匚液可求匚物，已知匚物可求匚液，即漂浮体浸入液体的体积占总体积的几分之几，漂浮体的密度就是液体密度的几分之几。变形：若将上题中的木块换成金属块，则要补充什么测量工具又如何测牛奶密度？分析：金属块在牛奶中要下沉，可用称重法测其浸没在牛奶中受到的浮力，再用称重法测出其浸没在水中受到的浮力，两次排开液体的体积相等，根据液=卜即可得出牛奶密度。器材：水牛奶 弹簧秤 金属块实验步骤：1 用弹簧秤称出金属块的重力记为G2 将

8、金属块全部浸没在水中记下弹簧秤示数G3 再将金属块全部浸没在牛奶中记下弹簧秤示数Gg-g2牛奶密度表达式：奶=1-利用悬浮测物体密度原理：悬浮时物=液方法：等量代换例4利用天平(含砝码)、量筒、烧杯、水、盐、玻璃棒设计实验，测量一粒花生米(密度略大于水)的密度。分析：虽有天平但无法测出一粒花生米的质量，常规方法不能测出其密度。配制一定密度的盐水恰好使花生米悬浮，则花生米的密度等于盐水的密度。再用天平、量筒测出盐水的密度即为花生米的密度。实验步骤略。测血液的密度亦是利用这一原理，即先配好不同密度的硫酸铜溶液，然后将血液分别滴入到各种硫酸铜溶液中，若血液悬浮，则血液密度等于该溶液密度。测定物质的密

9、度是初中物理一个重要实验，基本仪器为天平和量筒，而很多测定物质密度的实验往往只给上述一种仪器，甚至一种也没有，而代以水和其他器材，这就需要利用浮力寻找合适的方法代换未知量，抓住漂 浮时F s=G物，浸没时V排=7物的特点，结合浮力知识和公式变形，此类问题便迎刃而解。利用浮力知识测密度种种1、只用弹簧秤和水测小石块的密度，进而测盐水的密度：用弹簧秤在空气中测出小石块的重量 G=4N将小石块没入水中测出此时示数 G=3N;将小石块没入盐水水中测出此时示数G=2.9N.根据G-G= p水gV,和G=p石gV ,得(G-G)/G= p 水/ p 石，进而得 p 石=G/(G-G) p 水=4N/(4N

10、-3N) p 水=4g/cm3.再根据 G-G=p盐水gV,和G=p石gV，得(G-G)/G= p盐水/ p石，进而得 p盐水=(G-G)/G p石 =(4N-2.9N)/4N 4g/cm3=1.1g/cm3.注意：小石块没入水中时不能碰到杯底。2、只用杆秤和水测铁块的密度：用杆秤在空气中测出小石块的质量 m将铁块没入水中测出此时示数m.根据 m-m=p 水 V,和 m=p 铁 V，得(m-m)/m= p 水/ p 铁，进而得 p 铁=m/(m-m) p 水3、只用量筒和水测小酒杯玻璃的密度:1VIV2VI- aNin A a.一P J”*1覽213先在量筒里倒入适量的水，记下示数 V1;把小

11、酒杯小心放入量筒里，不要使其 内部进水，并使其浮在水面上，记下此时示数V2;再设法把小酒杯沉入水下，记下此时的示数 V3. 从而计算出玻璃的密度p =(V2-V1) p水/(V3-V1).4、用量筒、水和试管测物体密度(物体密度比水大)：先在量筒里倒入适量的水，把小试管小心放入量筒里，不要使其内部进水， 并使其浮在水面上，记下此时示数 V1=30cm3把被测物体放入试管中，使试管仍浮于水面，记下 此时示数V2=60cm3再设法把被测物体投入量筒里，并仍使小试管浮于水面，记下此时的示数 V3=40cm3.从而计算出被测物体的密度 p =(V2-V1) p 水/(V3-V1)=(60-30) p 水/(40-30)=3 p 水 =3g/cm3.5、