初中物理测密度方法

关于初中物理测密度方法第1页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三

一、天平量筒法

有一块形状不规则的石块，欲测量它的密度，所需哪些器材并写出实验步骤，并表示出测量的结果。

分析：用天平和量筒测定密度大于水的物质的密度，可用排水法测体积。

实验原理：实验器材：天平（砝码）、量筒、烧杯、滴管、线、水、石块实验步骤：（1）用调节好的天平，测出石块的质量m；（2）在量筒中倒入适量的水，测出水的体积V1（3）将石块用细线拴好，放在盛有水的量筒中，（排水法）测出总体积V2；实验结论：

第2页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三练习：用天平和量筒测某种液体的密度。⑴在调节天平平衡时，首先应将游码置于标尺左端的________处，然后调节__________，使天平的横梁处于水平平衡。实验的主要测量步骤如下：①用天平称出烧杯和液体的质量m1；②从天平上取下烧杯，向量筒中倒入一定体积的液体，如图1；③用天平称出烧杯和剩余液体的质量m2，如图2；⑵请将测量数据和计算结果填入表格。烧杯和液体总质量m1/g烧杯和剩余液体质量m2/g液体体积V/cm3液体密度/gcm3105第3页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三二、助沉法

有一块形状不规则的蜡块，测出它的密度（写出需要的器材、实验步骤和蜡块密度的表达式。）分析：用天平和量筒测定密度小于水的物质的密度，可用助沉法测体积。实验器材：天平（砝码）、量筒、烧杯、细线、水、蜡块、铁块。实验步骤：（1）用调节好的天平，测出蜡块的质量m；（2）在量筒中倒入适量的水，先将铁块没入水中，测出水和铁块的体积V1

（3）将蜡块和铁块用细线拴好，一起浸没在水中（助沉法），测出水、铁块、蜡块的总体积V2；第4页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三实验结论：

注意：

物质的密度比水小，放在量筒的水中漂浮，不能直接用量筒测出体积。本例中采用的方法是助沉法中的沉锤法，还可以用针压法，即用一根很细的针，将物体压入量筒的水中，忽略细针在水中占据的体积，则可用排水法直接测出物体的体积了。第5页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三

小敏家买的某品牌的牛奶喝着感觉比较稀，因此他想试着用学过的知识测量这种牛奶的密度。他先上网查询了牛奶的密度应该为1.03g/cm3，然后他找来一根粗细均匀的细木棒，在木棒的表面均匀地涂上一层蜡，并在木棒的一端绕上一段金属丝(体积不计)，做成了一支“密度计”，小明又找来一个足够深的盛水容器和一把刻度尺，请你帮助小明利用这些器材设计一个测量牛奶密度的方案。要求写出主要的测量步骤并推导出计算牛奶密度的表达式(有足量的水和牛奶)。三、等浮力法（密度计）第6页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三实验原理：漂浮条件、阿基米德原理。实验器材：刻度尺、粗细均匀的细木棒、一段金属丝、烧杯、水、牛奶。实验步骤：（1）将一段金属丝绕在木棒的一端，制成“密度计”，用刻度尺测出其长度L；（2）将“密度计”放入盛有水的烧杯中，使其漂浮在水中，用刻度尺测出“密度计”露出水面的高度h水；（3）将“密度计”放入盛有牛奶的烧杯中，使其漂浮在牛奶中，用刻度尺测出“密度计”露出牛奶液面的高度h牛。第7页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三因为“密度计”在水中和在牛奶中，均处于漂浮状态。因此“密度计”在水中和在牛奶中受到的浮力都等于“密度计”的重力。“密度计”的重力不变，所以两次浮力相等。即F牛＝F水，根据阿基米德原理可得：ρ牛gV牛排＝ρ水gV水排ρ牛gSh牛排＝ρ水gSh水排∵h牛排＝L－h牛h水排＝L－h水∴ρ牛(L－h牛)＝ρ水(L－h水)

牛奶的密度：注意：

从给定的器材看，即无量筒，也无天平，此时解题的着眼点就不能局限于利用质量、体积测密度。应该展开丰富的联想，而给出“密度计”，是和浮力有关的，就要联想到利用浮力测液体的密度。这种利用两次浮力相等来测密度，我们简称为“等浮力法”。第8页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三

四、一漂一沉法

小红家有一个空心的废牙膏皮，学习了密度知识后，想利用量筒和水测定牙膏皮的密度，请你帮她完成下列任务。（1）写出实验步骤；

（2）用所测量出的物理量写出牙膏皮密度的表达式。第9页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三（甲）（乙）第10页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三（1）实验步骤：

①在量筒内倒入适量的水，记下量筒的示数为V0；②使空牙膏皮漂浮在量筒中，记下量筒的示数为V1；③将空牙膏皮卷成团，把空气排除，浸没在量筒的水中，记下量筒中的水示数为V2。（2）牙膏皮密度的表达式：

这道题运用的实验原理：物体的漂浮条件。所谓“一漂一沉法”，即“一漂”：当物体漂浮在液面静止时，它受到的浮力等于重力。利用物体漂浮在水中找到重力------得到物体的质量；“一沉”：利用物体沉没在水中，找到体积，则物体的密度就可以测得。第11页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三练习：

如图在盛有水的量筒中放一个木块，水面所对量筒的示数为V1，如图甲；若在木块上放一石块后木块仍漂浮，此时水面所对量筒的示数为V2，如图乙；若将石块从木块上拿下放入水中，水面所对量筒的示数为V3，如图丙。求：石块的密度。木块石石V2V3

图甲

图乙

图丙

木块木块V1第12页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三五、弹簧测力计法

(双提法）------测固体密度

小艳同学捡到一块不知名的金属块，将它放到水中可以沉没，现在，小清同学想测出它的密度，但身边只有一支弹簧秤、一个烧杯及足量的水，请你帮她想一想，替她设计一个测量金属块密度的实验过程，写出实验步骤及金属块密度的表达式。第13页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三分析：

这是一道典型的利用浮力知识测密度的试题。阿基米德原理的重要应用就是已知浮力求体积。它的基本思路就是用弹簧测力计测出浮力，利用水的密度已知，求得物体的体积，即可计算出物体的密度值。实验原理：阿基米德原理实验器材：一支弹簧秤、一个烧杯及足量的水、金属块、线。实验步骤：

（1）用细线系住金属块，在烧杯中倒入适量的水；（2）用弹簧测力计测出金属块受到的重力G；（3）用弹簧测力计测出金属块浸没在水中受到的拉力F。实验结论：ρ金＝第14页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三

注意：

利用弹簧测力计提着金属块测一次重力；再提着金属块测一次金属块在水中时弹簧测力计的拉力。因此简称为双提法。这一实验使用的仪器少，操作简单，是常用的测量物体密度的方法。密度的表达式推导过程如下：

F浮＝G－F拉

V金＝ρ金＝第15页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三六、弹簧测力计法（三提法）

------测液体密度

小东同学想测出液体B的密度，他手边只有：一个弹簧测力计、一根细线、一个小石块、两个烧杯和足量的水。小东同学根据这些器材设计出了下面的实验步骤：

分析：

双提法是用弹簧测力计测不溶于水且密度大于水的固体的密度。如果再用弹簧测力计提着物体浸没在未知液中，就可以测出未知液体的密度。这就是所谓的“三提法”。第16页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三实验步骤：

（1）用细线系住小石块，将适量的水与液体B分别倒入两个烧

杯中；

（2）用弹簧测力计测出小石块受到的重力G；

（3）用弹簧测力计测出小石块浸没在水中受到的拉力F；

（4）用弹簧测力计测出小石块浸没在液体B中受到的拉力F＇；

请根据小东测量的物理量表示出液体B的密度：ρB＝

。

实验结果：液体B的密度：ρB＝第17页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三七、等体积法

利用天平(含砝码)、刻度尺、烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、细线。测牛奶的密度。实验步骤：（1）用调节好的天平，测出空烧杯的质量m0；（2）将适量的水倒入烧杯中，用天平测出烧杯和水的总质量

m1，用刻度尺量出水面达到的高度h（或用细线标出水面的位置）；（3）将水倒出，在烧杯中倒入牛奶，使其液面达到h处（或达到细线标出的位置），用天平测出烧杯和牛奶的总质量m2。第18页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三

实验结果：

∵因为水和牛奶的体积相等，

V牛＝V水

∴

注意：

实验器材中只有天平（含砝码），但没有量筒，可以借助水的密度已知，利用体积相等，计算出密度。我们称之等体积法第19页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三八、等质量法

利用天平、刻度尺、两个相同的烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、滴管。测牛奶的密度。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。第20页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三实验结果：

∵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Sρ牛h牛＝ρ水h水

即

ρ牛＝注意：

这道题给出天平，但不含砝码，就没有办法测出水和牛奶的质量值。可以利用刻度尺测出水和牛奶的高度，计算出牛奶的密度。这种方法，我们称之为等质量法。第21页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三

九、等压强法

利用刻度尺、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。测牛奶的密度。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，如图乙。

h牛h水图甲图乙第22页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三实验结果：当橡皮膜呈水平状态时，牛奶对橡皮膜向下的压强等于水对橡皮膜向上的压强。即p牛＝p水ρ牛gh牛＝ρ水gh水牛奶的密度：ρ牛＝第23页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三

十、杠杆法（密度秤）

小东想估测出某种油的密度ρ油，他手边的测量工具