例谈测量密度的特殊方案

1、例谈测量密度的特殊方案在中考考试中，把探究性实验作为中考命题的重要内容，实验探究题的考查成为各地每套中考题的亮点，增强了实验题的综合性和创新性。测定物质的密度是初中物理一个重要实验，常规方法是用天平测出被测物体的质量m，用量筒测被测物体的体积V，再用密度公式= m / V求出密度。而在实际的实验题目中往往拓宽到只给一种仪器，甚至一种也没有，而代以其他实验器材，用特殊方法来测量密度，因此寻找合适的代换就很关键，大部分实验都借助水来完成。在十几年的毕业班教学的过程中，笔者发现很多学生由于找不到合适的方法造成了很多不必要的错误，正确掌握方法对解决这类问题至关重要。下面笔者结合自己的教学经历，以测量牛

2、奶密度为例，将各种方法归纳如下：设计多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。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(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、细线、弹簧测力计、石块、正方体木块、刻度尺一、等体积法方法一器材：天平(含砝码)、刻度尺、烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶。实验步骤：1）、用天平称出烧杯的质量m0；2）、往烧杯内倒满水，称出总质量m1；3）、倒去烧杯中的水，往烧杯中倒满待测牛奶，称出总质量m2; 计算表达：评析：因为牛奶和水的体积相同，可以借助水的质量和密度求出水的体积，而得到牛奶的体积，这样就可以求出牛奶的密度了。方法二器材：天

3、平(含砝码)、弹簧测力计、石块、烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、细线、实验步骤：1）、用细线系住石块挂在弹簧测力计下，测出石块的重力为G。 2）、将石块浸没在水中，读出此时弹簧测力计对石块的拉力为F1。3）、将石块浸没在牛奶中，读出此时弹簧测力计对石块的拉力为F2。 牛奶的密度为：评析：用弹簧测力计测量同一物体浸在两种液体中的浮力，石块浸没在水中时受到的浮力为：G - F1，石块浸没在牛奶中时受到的浮力为：G -F2 ，根据阿基米德原理，可以借助石块在水中受到的浮力和水密度求出石块排开水的体积，而石块排开牛奶的体积，石块排开牛奶的体积和排开水的体积相等，这样就可以求出牛奶的密度了。h水图

4、乙图甲h牛二、等压强法器材：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).将直玻璃管缓缓竖直放入烧杯的水中，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 牛奶的密度为评析：因为橡皮膜呈水平状态，说明管内的牛奶对橡皮膜的压强和管外的水对橡皮膜的压强相等，即,化简即可得到牛奶的密度。三、等浮力法器材：刻度尺，一个正方体木块，一个烧杯，牛奶，水。实验步骤：（1）在烧杯中注

5、入适量的水，把木块放入水中，待木块静止后记下液面在木块上对应的位置，取出木块，用刻度尺测出木块浸入水中部分的长度h1。（2）在烧杯中注入适量的牛奶，把木块放入牛奶中，待木块静止后记下液面在木块上对应的位置，取出木块，用刻度尺测出木块浸入牛奶中部分的长度h2 。提示：。 （3）牛奶的密度 评析：因为木块在水和牛奶中都处于漂浮状态，浮力等于重力，所以木块在水中受到的浮力和其在牛奶中受到的浮力相等，,即,化简即可得到牛奶的密度。四、对于固体密度的测量，大家可以模仿液体密度的测量，试一试吧！例1：现有量筒、水、烧杯、一根细针，如何用这些器材测定一小木块的密度？写出你的测量方法步骤，并写出木块密度的表达

6、式。（不考虑木块吸水）器材：木块、水、细针、量筒 步骤：1）、往量筒中注入适量水，读出体积为V1；2）、将木块放入量筒中的水中，漂浮，静止后读出体积 V2；3）、用细针插入木块，将木块_，读出体积为V3。表达式：=_ 例2：老师给小华如下器材：一只100ml的量筒、一个装有100ml纯水的烧杯、细线、一块橡皮泥。要求小华同学用这些器材测出橡皮泥的密度，小华细想后感到有困难，相信你有办法完成该实验。请你帮她设计一种方案及用测得的物理量计算橡皮泥密度的表达式。 实验步骤： 在量筒内倒入适量的水，记下体积V0； 将橡皮泥做成船形使橡皮泥漂浮在量筒中，记下体积V1； 将橡皮泥_，记下体积V2。（2）橡

7、皮泥密度的表达式：_ 例3：不准用量筒，测量工具只用天平，如何测量某个金属块的密度。写出你的测量方法步骤及金属块密度的表达式。（已知水的密度水）器材：天平、金属块、水、细绳 实验步骤：1）用天平测出金属块的质量m 2）往烧杯装满水，放在天平上称出质量为 m1；3）用细线系住金属块轻轻放入水中，等水不再溢出后取出金属块，_表达式：=_例4.小红在海边拾到一块漂亮的小石块，她想测出小石块的密度。小红利用一架托盘天平、一个烧杯、适量的水和细线设计了一个测量小石块密度的实验方案，以下是她设计的部分实验步骤，请你按照小红的实验思路，将实验步骤补充完整。实验步骤：（1）用调节好的天平称出小石块的质量m1；（2）在烧杯中注入适量的水，用天平称出烧杯和水的总质量m2；（3）_ _，在天平右盘添加适量的砝码，移动游码，天平平衡后，记下总质量m3；（4）已知水的密度水，利用上述测量出的物理量和已知量计算小石块密度：石= 。分析：本题石块的质量可以用天平测量，由于没有量筒，石块体积不能直接测量可运用“替代间接测量法”先测出烧杯和水的质量m2，实验时，让石块浸没在水中，在烧杯上做一记号，把石块拿出，加水至记号处，称得烧杯和水的质量m3，m3-m2为添加的水的质量，已知水的密度，算出石块的体积。求出小石块密度