2024河北中考物理二轮重点专题研究 微专题 利用浮力测量物质的密度（课件）

利用浮力测量物质的密度微专题实验突破—科学探究素养提升思路点拨图示法过实验缺量筒，即无法直接测出体积，可利用浮力知识，求出物体在水中所受到的浮力，然后利用阿基米德原理F浮＝ρ液gV排间接求出物体体积．一、缺量筒

示意图实验步骤推导过程固体(1)用天平测出物体的质量m1；(2)把盛有水的烧杯放在天平上测量，此时天平示数为m2；(3)用细线使待测物体浸没在水中，此时天平示数为m3物体所受的浮力F浮＝m3g－m2g由F浮＝ρ水g

V排可得，物体的体积V＝V排＝________物体的质量为m1，则物体的密度ρ＝_____________

示意图实验步骤推导过程固体(1)用天平测出物体的质量为m1；(2)用天平测出空烧杯的质量为m0；(3)将物体轻轻地放入盛满水的溢水杯中下沉，同时用烧杯收集溢出的水；(4)用天平测出烧杯和溢水杯中溢出水的总质量为m2

物体在水中下沉，根据F浮＝G排＝ρ液gV排得，物体的体积V物＝V排水＝＝________物体的质量为m1，则物体的密度ρ＝_______

示意图实验步骤液体(1)用天平测出玻璃杯的质量为m1；(2)向大烧杯中倒入适量的水，使玻璃杯漂浮在水面，用记号笔标记水面在玻璃杯上对应的位置b；(3)倒出大烧杯中的水并擦干净，向大烧杯里倒入适量的盐水，使玻璃杯漂浮在盐水上，向玻璃杯中倒水，直到盐水液面与位置b相平；(4)取出玻璃杯并擦干外面的盐水，用天平测出玻璃杯以及杯中水的总质量为m2

示意图推导过程液体由玻璃杯在水中漂浮可得F浮＝G物＝m1g，结合F浮＝ρ液gV排可得，ρ水gV排水＝m1g，则玻璃杯排开水的体积V排水＝_______由玻璃杯在盐水中漂浮可得F浮′＝G物′＝m2g，结合阿基米德原理可得ρ盐水gV排盐水＝m2g向玻璃杯中倒水，直到盐水液面与位置b相平，则玻璃杯在水与盐水中排开液体的体积相同，即V排水＝V排盐水盐水的密度ρ盐水＝________

示意图实验步骤推导过程液体(1)把装有适量盐水的烧杯置于天平左盘中，用细线拴着物体(体积为V物)使其浸没在盐水中(不接触烧杯底部和侧壁，烧杯中无盐水溢出)，用天平测出此时总质量为m1；(2)将物体从烧杯中取出，用天平测出盐水和烧杯的总质量m2物体浸没在盐水中，此时V排＝V物，则物体所受的浮力F浮＝ρ盐水gV物物体受到的浮力等于烧杯对天平压力的变化量，则有F浮＝(m1－m2)g盐水的密度ρ盐水＝________误差分析：测得的盐水密度与真实值相比偏大，原因是从烧杯中取出的物体沾有盐水，使得m2偏小，则m1－m2偏大，密度偏大针对训练例1(2023南京)现有一瓶饮料，小明用托盘天平、烧杯和已知密度为ρ0的金属块测出了饮料的密度ρ.(1)将天平放在水平台面上，游码移至_______________________，调节平衡螺母，直至天平平衡．(2)用天平测出金属块的质量m1，读数如图所示，为______g.标尺左端“0”刻度线处82.4(3)把金属块放入空烧杯中，往烧杯中倒入适量饮料，使金属块浸没在饮料中，在烧杯液面位置做好标记．测出此时瓶和饮料的总质量为m2.(4)取出金属块，放在台面上．往烧杯中倒饮料，直至液面到达标记处，测出此时__________的总质量为m3.(5)ρ＝____________(用符号表示)．金属块取出时带走部分饮料，测量结果______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．瓶和饮料偏大例2

(2021唐山迁安二模改编)小明利用电子秤、细线，盛有适量水的烧杯设计了如下实验(如图所示)来判断一个手镯是不是纯银制品．实验步骤：①首先利用电子秤测出手镯的质量m镯＝0.018kg；②然后将装有水的烧杯放在电子秤上，测量出此时水和烧杯的总质量m0＝2.3kg；③接着用细绳吊住手镯，将其完全浸没在水中(手镯与烧杯底不接触)，此时水和烧杯、手镯的总质量m1＝2.302kg.(1)分析并计算可知，该手镯所受的浮力是_____N，手镯的密度是______kg/m3.(2)查询资料可知，银的密度为10.5×103kg/m3，则说明该手镯______(选填“是”或“不是”)纯银材质的．0.029×103不是例3

小明在家中利用台秤、玻璃杯、水、玻璃缸、记号笔来测量盐水的密度．(1)实验过程如下：①将玻璃杯放在台秤上，测出空玻璃杯的质量为m1；②如图甲向玻璃缸中倒入适量的水，使空玻璃杯漂浮在水面上，用记号笔记下水面在玻璃杯上对应的位置b，此时玻璃杯受到的浮力为______；m1g⑤盐水密度的表达式为ρ盐水＝________(用字母表示，已知水的密度为ρ水)．(2)若玻璃缸足够深，玻璃杯的质量为50g，容积为200mL(玻璃杯厚度忽略不计)，通过实验测量出盐水的密度为1.2×103kg/m3，图乙中向玻璃杯中加水，当玻璃杯刚好浸没在盐水中时，求加入水的质量为_____g．③倒出玻璃缸中的水并擦干净，向玻璃缸里倒入适量的待测盐水，擦干玻璃杯外面的水，使玻璃杯漂浮在盐水面上(如图乙)．向玻璃杯中倒水，直到盐水液面与________相平；④取出玻璃杯并擦干外面的盐水，用台秤测出其总质量为m2；位置b190二、缺天平图示法过实验思路点拨缺天平，即无法直接测量质量，可利用浮力法直接进行求解.示意图实验步骤推导过程固体(1)在量筒内装有适量的水，读取示数V1；(2)将物块放入量筒，使其漂浮在水面上，此时量筒示数V2；(3)用一细铁丝使待测物块浸没在水中，读取量筒示数V3由阿基米德原理知G物＝F浮＝ρ水g(V2－V1)故物块的质量m＝ρ水(V2－V1)物块的体积V＝V3－V1故物块的密度ρ＝________注：1.此方法适用于密度小于水的物体；2.铁丝应尽量的细，以减小误差示意图实验步骤推导过程固体(1)将待测物体放入烧杯内，然后将烧杯放入盛有水的水槽内，用笔在水槽上标记出液面；(2)取出烧杯内的物体，往烧杯里缓慢倒入水，直到水槽内液面达到标记的高度；(3)将烧杯内水倒入量筒内，读取示数为V1；(4)再将物体放入量筒中，使其浸没于水中，读取示数为V2由阿基米德原理可得物体的质量m物＝m水＝ρ水V1物体的体积V＝V2－V1故物体的密度ρ＝_______注：1.此方法适用于密度大于水的物体；2.此方法烧杯中的水无法完全倒入量筒中，使测得物体的质量偏小，密度偏小示意图实验步骤推导过程液体(1)量筒内装有体积为V1的水；(2)将一密度较小的固体放入水中，此时示数为V2；(3)在另一空量筒内装入适量的待测液体，测得体积为V3；(4)再将固体放入该液体内，此时示数为V4因为固体在水中和待测液体中都漂浮，所以固体在两液体中所受的浮力相等，即ρ液g(V4－V3)＝ρ水g(V2－V1)，故液体的密度ρ液＝________示意图实验步骤推导过程液体(1)在小烧杯中倒入适量的水，然后将小烧杯放入一个水槽内，用笔在水槽上标记出液面高度；(2)将小烧杯中的水倒入量筒内测得体积为V1；(3)将小烧杯放在水槽内，将待测液体缓慢地倒入小烧杯内，直到水槽内液面上升到标记处；(4)将小烧杯内的待测液体倒入量筒内测得体积为V2因两次水槽内液面高度相同，故可知，待测液体质量与水的质量相等，即m液＝V1ρ水待测液体的体积为V2，故液体的密度ρ液＝____针对训练例1小明同学想在不借助天平的情况下，利用量筒测豆浆的密度，于是找来一个小试管进行如图所示实验．①如图A所示，在量筒中倒入少量的豆浆，记下量筒示数为V，然后把豆浆倒入小试管中；②在另一个量筒中倒入适量的水，然后_____________________________，如图B所示，记下量筒中水面到达的刻度V1；③取出小试管，倒尽豆浆并擦干后，再把小试管放入步骤②中的量筒中使其处于漂浮状态，如图C所示，记下液面到达的刻度V2；把装有豆浆的小试管放入量筒中④豆浆密度的表达式为ρ豆浆＝____________.(已知水的密度为ρ水)例2

(2023广东省卷)受“曹冲称象”的启发，小明在家利用量筒、碗、水盆和足量的水(密度为ρ水)、油性笔等，测量小玻璃珠的密度，如图所示，实验步骤如下(请将步骤④补充完整)：①如图甲，取一定数量的小玻璃珠放入空碗中，再把碗放入盛有水的水盆中，用油性笔在碗外壁上标记水面的位置；②如图乙，往量筒内倒入适量的水，记下量筒中水的体积V1；③如图丙，取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中，记下小玻璃珠和水的总体积V2；④如图丁，将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内，直到标记处与碗外水面_____，记下量筒中小玻璃珠和剩余水的总体积V3.平齐完成下列填空(选用V1、V2、V3和ρ水表示以下物理量)：(1)小玻璃珠的总体积为V＝________．(2)小玻璃珠的总质量为m＝___________．(3)小玻璃珠密度的表达式为ρ＝________．(4)在不改变实验方法的前提下，请提出一条提高测量精度的措施：___________________________(示例：在同等容积的情况下换用碗口面积较小的碗)．珠数量尽可能多一点玻璃图示法过实验三、双缺型示意图实验步骤推导过程固体(1)用细线系住待测石块，用调整好的弹簧测力计测得石块的重力G0；(2)用弹簧测力计悬挂着石块，将其完全浸没在盛有水的烧杯内，不接触烧杯侧面和底部，此时示数为F石块在水中所受的浮力F浮＝G0－F，由F浮＝ρ水gV排可得石块的体积V物＝V排＝

；石块的质量m物＝；故ρ物＝_______示意图实验步骤推导过程固体(1)使一空烧杯漂浮在水槽内，用刻度尺测得液面的高度h1；(2)将待测物体放在烧杯内，测得液面高度h2；(3)将固体取出通过细线直接放入水槽内，测得液面高度h3假设烧杯的底面积为S，由步骤(1)(2)可得固体装入烧杯放入水中所受的浮力为F浮＝G物＝ρ水g(h2－h1)S，则固体的质量为m＝ρ水(h2－h1)S由步骤(1)(3)可得固体体积为V＝(h3－h1)S故固体的密度ρ物＝_______示意图实验步骤推导过程液体(1)用细线系住金属块，用调整好的弹簧测力计测得金属块的重力G0；(2)在烧杯中装入足够多的水，用弹簧测力计悬挂着金属块浸没在水中，不触及烧杯侧壁和底部，此时示数为F1；(3)在烧杯中装入足够多的待测液体，用弹簧测力计悬挂着金属块浸没在待测液体中，不接触烧杯侧壁和底部，此时弹簧测力计示数为F2物体浸入液体中后，受三个力，又因物体在竖直方向受力平衡，即G物＝F浮＋F拉，故有G0＝F1＋ρ水gV排＝F2＋ρ液gV排，可得ρ液＝________示意图实验步骤推导过程液体(1)取粗细均匀的木棒，用刻度尺测量其长度h，底部缠上足够的金属丝；(2)烧杯中装入足够多的水，将木棒放入烧杯内竖直漂浮，用刻度尺测量露出水面的高度Δh1；(3)倒掉烧杯中的水，擦干烧杯内壁的水珠，装入足够多的待测液体，将木棒放入烧杯内，使其竖直漂浮，用刻度尺测量露出液面的高度Δh2自制密度计在两种液体中都处于漂浮状态，所受的浮力都等于自身重力，设木棒的底面积为S，则ρ水g(h－Δh1)S＝ρ液g(h－Δh2)S故液体的密度为ρ液＝__________示意图实验步骤推导过程液体(1)使用刻度尺测出玻璃管的长度为h，通过细线用橡皮膜将玻璃管一端密封住；(2)玻璃管内部装有适量的待测液体，用刻度尺测量液面高度为h1，缓慢浸入盛有水的烧杯内，直至橡皮膜水平；(3)测得玻璃管露出水面的高度为Δh橡皮膜到水面的高度为h－Δh，水对橡皮膜的压强为p水＝ρ水g(h－Δh)；液体对橡皮膜的压强为p液＝ρ液gh1由橡皮膜水平可知橡皮膜两个方向所受的压强相等，即p水＝p液故液体的密度为ρ＝_____