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文档简介
特殊方法测密度微专题二、缺天平2三、双缺型3一、缺量筒1常考特殊方法总结思路分析: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排间接求出体积.一、缺量筒待测物体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,此时天平读数为m2;(3)用细线使待测物体浸没在水中,此时天平读数为m3物体所受的浮力F浮=m3g-m2g
由F浮=ρ水gV排可得,物体的体积为V=V排=_______物体的质量为m1,则物体的密度ρ=________待测物体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=________待测物体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(如图甲);(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(如图乙);(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待测物体示意图推导过程液体向玻璃杯中倒水,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,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,V排水=V排盐水盐水的密度ρ盐水=________待测物体示意图实验步骤液体(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(不碰触烧杯底部和侧壁,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待测物体示意图推导过程液体物体浸没在盐水中,则V排=V物,则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1.小华认为不用量筒也能测量出酱油的密度.他进行了如下实验操作:①调好天平,用天平测出烧杯质量为m0;②在烧杯中装满水,用天平测出烧杯和水的总质量为m1;③把烧杯中的水倒尽,再装满酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为m2;则小华测出的酱油密度的表达式ρ=______________(已知水的密度为ρ水).2.(2023黔南州)小强同学在家中自主学习,他利用家庭实验室的器材欲测一小石块的密度,他可用的器材有:托盘天平(含砝码)、烧杯、细线、水和小石块.(1)将托盘天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端零刻线处,发现天平静止时横梁右端高,则应将横梁右端的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节,使横梁平衡;右(2)在烧杯中放入适量的水,用细线拴住小石块,将小石块浸没水中,在水面到达的位置上做标记,用天平测出水和烧杯的总质量m1;(3)将小石块从水中取出,用天平测出剩余水和烧杯的总质量m2;(4)向烧杯中加水到标记处,再用天平测出此时水和烧杯的总质量m3;(5)上述实验过程可简化为下图,小石块的质量m石=________;m1-m2(6)设水的密度为ρ水,则小石块体积的表达式V石=________(用所测物理量的字母表示),小石块密度的表达式ρ石=____________(用所测物理量的字母表示);(7)如步骤(3)中取出小石块时带走了一些水,小强所测的小石块质量________(选填“大于”“小于”或“等于”)小石块的真实质量.大于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________;m1g
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;⑤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).位置b(2)所测盐水密度越大,则将空玻璃杯放入盐水中时,b点距离液面的距离将会________(选填“越远”或“越近”).(3)若实验过程中将玻璃杯放入盐水中时导致盐水溅出,则所测得盐水的密度值将会________(选填“大于”“小于”或“等于”)盐水密度的真实值.越远等于待测物质示意图实验步骤固体
(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V3二、缺天平常考方法总结思路分析:缺天平,即无法直接测量质量,可利用浮力法进行求解.待测物质示意图推导过程固体由阿基米德原理知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:a.此方法适用于密度小于水的物体;b.铁丝应尽量的细,以减小误差待测物质示意图实验步骤固体
(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在烧杯上对应的位置;(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)将烧杯内的水倒入量筒内,读取示数为V1;(4)再将物体放入量筒中,使其浸没入水中,读取示数为V2待测物质示意图推导过程固体
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: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,密度偏小待测物质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ρ液g(V4-V3)=ρ水g(V2-V1),故液体的密度ρ液=____________
待测物质示意图实验步骤液体
(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
待测物质示意图推导过程液体
因两次水槽内液面高度相同,故可知,待测液体质量与小烧杯内水的质量相等,即m液=ρ水V1;待测液体的体积为V2,故液体的密度ρ液=___________针对训练4.(一漂一沉法)(2023雅安改编)小安在测量小矿石的密度时.选用的实验器材有:大量筒、小空桶、细线等,实验操作如下:(1)将小空桶置于装有水的大量筒中,静止时小空桶漂浮在水面,此时大量筒中液面对应的刻度为V1,如图甲所示;(2)将小矿石用细线系住缓慢浸没在大量筒的水中,此时大量筒中液面对应的刻度为V2,如图乙所示;(3)从大量筒的水中取出小矿石,____________________________________________,此时大量筒中液面对应的刻度为V3,如图丙所示;(4)被测小矿石的密度是__________(请用题目所给字母表示,已知水的密度为ρ水)推导过程是:
将小矿石放入小空桶中,小空桶仍漂浮在水面答:由图甲、乙可知小矿石体积V矿=(V2-V1),由图甲、丙可知,F浮矿=G矿=ρ水g(V3-V1),则m矿=(V3-V1)ρ水,ρ矿=常考特殊方法总结三、双缺型方法示意图操作步骤液体(三提法)(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,此时弹簧测力计示数为F1;(3)在另一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方法示意图推导过程液体(三提法)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,故液体的密度为ρ液=_____________方法示意图操作步骤液体(密度计法)(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方法示意图推导过程液体(密度计法)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=____________
方法示意图操作步骤液体(等压强法)(1)使用刻度尺测出玻璃管的长度为h,用细线扎紧橡皮膜将玻璃管下端密封住;(2)玻璃管内部装有适量的待测液体,用刻度尺测量其液面高度为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方法示意图推导过程液体(等压强法)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液=__________
方法示意图操作步骤液体(杠杆平衡法)(ρA>ρ水)(1)调节杠杆使杠杆在水平位置平衡;(2)将重物A和重物B分别挂于杠杆两端,改变重物B位置,使杠杆在水平位置平衡;(3)测出重物A和重物B到支点的距离L1和L2;
(4)将重物A浸没于水中,保持重物A位置不变,改变重物B的位置,使杠杆在水平位置平衡;(5)测出重物B到支点的距离L2′方法示意图推导过程液体(杠杆平衡法)(ρA>ρ水)
ρA=___________针对训练5.(三提法)(2021宜昌)小刚在测量酒精密度时,所选的器材有:酒精、烧杯、水、细线、测力计和一个金属块,请你将他的实验过程补充完整.(已知水的密度为ρ水)(1)如图甲用细线系住金属块,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,如图乙所示,此时弹簧测力计的示数为F1;(3)如图丙将烧杯中装入足够多的酒精,_________________________________________________________________________________________;(4)酒精的密度ρ=___________.
用弹簧测力计悬挂着金属块浸没在酒精里,不触及烧杯侧壁和底部,此时弹簧测力计示数为F26.某同学想知道胡麻油的密度,于是找来了透明容器、普通玻璃杯A、适量的水、一瓶胡麻油、刻度尺、滴管、记号笔和一个底面积为S粗细均匀的玻璃杯B.测量过程如下:(1)在透明容器中加入适量的水,将A杯放入透明容器中如图甲所示.(2)在B杯中加入适量的水,用刻度尺测量出水柱的高度h0,并标记水面位置如图乙所示.(3)将B杯中适量的水倒入A杯中,用记号笔标记出A杯与水面相交的位置如图丙所示,并用刻度尺量出B杯中剩余水柱的高度h1;(4)接下来他的操作是:___________________________________________________________________________________________________________________________________;则胡麻油的密度表达式是ρ=________.(用测量量和已知量的符号表示,已知水的密度为ρ水)推导过程是:
将B中水倒出,将胡麻油装入杯中,直至标记1处,将A中的水倒出,往A杯倒入胡麻油,直至标记2处,测出此时B杯中剩余胡麻油的高度为h2此时根据排开水的体积相同,故浮力相同,玻璃杯A漂浮,故两种液体的重力相同,即胡麻油和水的质量相同,此时水的质量为ρ水S(h0-h1),则胡麻油的质量为ρ水S(h0-h1);测出此时B杯中剩余胡麻油的高度为h2,则胡麻油的体积为S(h0-h2),则胡麻油的密度为ρ=7.在学完浮力的知识后,小刚想到可以利用弹簧测力计、水、烧杯、细线和小石块来测量该酒精的密度,实验操作步骤如下:a.用细线将小石块绑好,挂在弹簧测力计下,读出测力计示数F1b.在烧杯中倒入适量的水,将小石块挂在弹簧测力计下使其浸没在水中,读出测力计示数F2c.算出小石块的体积V石d.在擦干水的烧杯中倒入适量的酒精,将已擦干的小石块挂在弹簧测力计下,使其浸没在酒精中,读出测力计示数F3根据上述操作步骤,请你帮助小刚推导出该酒精密度ρ的表达式(表达式用测量量的字母表示,水的密度用ρ水表示,推导过程要有必要的文字说明).在烧杯中倒入适量的水,将小石块挂在弹簧测力计下使其浸没在水中,读出弹簧测力计示数F2,根据阿基米德原理得,小石块排开水的体积为V
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