求固体或者液体密度（浮力）实验题型提升能力专项讲义2022-2023学年人教版物理八年级下学期

求固体或者液体密度（浮力）实验题型20222023学年人教版物理八年级下学期提升能力专项讲义备注：此部分是八年级物理下学期实验题重的重难点，也是中考必考的力学压轴题。复习应该结合八年级物理上学期质量一章共同学习。要求学生巩固基础，掌握实验本质。一、常规方法：利用天平，有量筒测密度1.测固体密度：【原理】【器材】石块、天平和砝码、量筒、足够多的水和细线【步骤】（1）先用调好的天平测量出石块的质量（2）在量筒中装入适量的水，读出量筒示数（3）用细线系住石块，将其浸没在水中（密度小于液体密度的固体可采用针压法或坠物法），读出量筒示数表达式：【实验记录表格】2.测液体密度：【原理】【器材】待测液体、量筒、烧杯、天平和砝码【步骤】（1）在烧杯中装入适量的待测液体，用调好的天平测量出烧杯和液体质量（2）把烧杯中的部分液体倒入量筒，读出示数（3）用天平测得烧杯中剩余液体和烧杯的总质量表达式：【实验记录表格】二、等体积替代法：有天平，无量筒1.测固体密度【原理】【器材】石块、烧杯、天平和砝码、足够多的水、足够长的细线【步骤】（1）用调好的天平测出待测固体的质量（2）将烧杯中盛满水，用天平测得烧杯和水的质量（3）用细线系住石块，使其浸没在烧杯中，待液体溢出后，用天平测得此时烧杯总质量表达式：2.测液体密度【原理】【器材】烧杯、足够多的水，足够多的待测液体、天平和砝码【步骤】（1）用调整好的天平测得空烧杯的质量为（2）将烧杯装满水，用天平测得烧杯和水质量为（3）将烧杯中的水倒掉，然后在烧杯中装满待测液体，测得此时烧杯和液体的质量为表达式：三、有量筒，无天平1.测固体密度A.一漂一沉法【器材】量筒、待测试管，足够多的水【步骤】（1）在量筒内装有适量的水，读出量筒示数（2）将试管开口向上放入量筒，使其漂浮在水面上，此时读出量筒示数（3）使试管沉底，没入水中，读取量筒示数表达式：B.曹冲称象法【器材】水槽、烧杯、量筒、足够多的水和细线、金属球、笔或橡皮筋【步骤】（1）用细线系住金属球，将其放入烧杯内，然后烧杯放入盛有水的水槽内，用笔在烧杯上标记出液面。（在船上刻记号）（2）取出金属球，往烧杯里缓慢倒入水，直到水槽内液面达到标记的高度。（用水替代大象）（3）将烧杯内水倒入量筒内，读出量筒示数为表达式：例题：如图所示为小聪同学利用未知液体来测量小石块密度的实验操作:(1)如图甲所示，小聪在调节天平横梁平衡过程中的错误操作是______。(2)小聪纠正错误后，正确测量出了小石块的质量m石（如图乙所示），并由图丙测出了小石块的体积V石=______cm3，则小石块的密度ρ石=______g/cm3。(3)小聪还想测出量筒中未知液体的密度，他利用弹簧测力计只增加一个操作步骤，便完成了该实验。新增操作步骤：______，读出弹簧测力计的示数为F。未知液体密度的表达式：ρ液=______（用字母表示，不必代入数值）。【答案】①.游码没有移到标尺左端的零刻线处②.20③.2.8④.用弹簧测力计吊着小石块，将小石块浸没在装有未知液体的量筒内⑤.【解析】【详解】(1)[1]调节天平横梁平衡时，应先把游码移到标尺左端的零刻度，再调节平衡螺母，由图甲可知，小聪在调节天平横梁平衡过程中的操作错误是游码没有移到标尺左端的零刻线处。(2)[2][3]由图乙知，天平标尺的分度值为0.2g，小石块的质量为m石=50g+5g+1g=56g由图丙知，量筒的分度值为2mL，量筒内水的体积为60mL，小石块放在量筒后读数为80mL，所以小石块的体积V=80mL60mL=20mL=20cm3所以小石块的密度(3)[4][5]要测量未知液体的密度，可增加步骤：用弹簧测力计吊着小石块，将小石块浸没在装有未知液体的量筒内，记下弹簧测力计的示数F；则小石块受到的浮力为F浮=GF小石块的体积V=V2V1根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排得，液体的密度为C.辅助漂浮法【器材】量筒、待测固体、足够的水和细线、木块或塑料盒【步骤】（1）将一木块放入盛有水的量筒内，测得体积为（2）将待测固体放在木块上，测得量筒示数为（3）然后通过细线将固体也放入量筒内，此时量筒示数为表达式：例题：同学们发现：李子会沉在水底，而丑橘可以漂浮在水面上。于是他们利用实验室的器材测量了两种水果的密度。（1）测量李子的密度：①将天平放在水平台上，如图甲所示，将游码放到标尺左端的零刻度线处，向______调节平衡螺母，直至指针指在分度盘的中线处，使天平横梁平衡；②接着配制浓度合适的盐水，使李子恰好______在盐水中，测出盐水的密度即为李子的密度；测量步骤如下：步骤一：在小烧杯中加入适量配置好的盐水，用天平测量其质量，当天平平衡后，砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示，小烧杯和盐水的总质量为______g；步骤二：把小烧杯中的一部分盐水倒入量筒中，测量其体积如图丙所示；步骤三：测出小烧杯和剩余盐水的总质量为39.8g；则李子的密度ρ李子=______kg/m3；（2）测量丑橘的密度：步骤一：如图丁1所示，用台秤测量容器和水的总质量为m1；步骤二：如图丁2所示，丑橘漂浮在水面上，台秤的示数为m2；步骤三：如图丁3所示，按压丑橘使其刚好______在水中，台秤的示数为m3；则丑橘的密度ρ丑橘=______。（用字母表示，已知水的密度为ρ水）【答案】①.右②.悬浮③.81.4④.1.04×103⑤.浸没⑥.【解析】【详解】（1）①[1]由图甲可知，天平左边低，右边高，说明左边重，故应将平衡螺母向右调，直至指针指在分度盘的中线处，使天平横梁平衡。②[2]由物体的浮沉条件可知，当物体悬浮时，物体的密度等于液体的密度。此时盐水的密度恰好等于李子的密度，应使李子悬浮在盐水中。[3]由图乙可知，小烧杯和盐水的总质量为m总=1.4g+50g+20g+10g=81.4g[4]把小烧杯中的一部分盐水倒入量筒中，由图丙可知，量筒的分度值为2mL，示数为40mL，即倒出盐水的体积为V倒=40mL=40cm3测出小烧杯和剩余盐水的总质量为39.8g，则倒出盐水的质量为m倒=m总m剩=81.4g39.8g=41.6g因盐水的密度恰好等于李子的密度，则李子的密度为（2）[5][6]由图丁可知，丑橘的质量为m=m2m1需要根据排开液体的体积来求丑橘的体积，因此如图丁3所示，按压丑橘使其刚好浸没在水中，台秤的示数为m3，此时排开水的质量为m排=m3m1丑橘的体积为则丑橘的密度2.测液体密度A.等浮力法【器材】量筒、足够的水、待测液体、密度较小的固体【步骤】（1）量筒内装有体积为的水（2）将一密度较小的固体放入水中，测得体积为（3）在量筒内装入适量的液体，测得体积为（4）再将固体放入该液体内，测得体积为表达式：B.曹冲称象法【器材】小烧杯、水槽、量筒、待测液体、足够的水【步骤】（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，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（3）将小烧杯放在大烧杯内，将待测液体缓慢的倒入小烧杯内，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表达式：例题：小明和小亮都很喜欢喝绿茶饮料，学完了密度知识后他们分别用不同的方法测量饮料的密度。（1）小明的实验操作如下：①把天平放在水平桌面上，将拨至标尺左端的零刻度线处，并调节使天平平衡。②把饮料倒入烧杯中一部分，用天平测出烧杯和饮料的总质量是93.8g。③把烧杯中的一部分饮料倒入量筒中，如图甲所示，饮料的体积是cm3。④用天平测出烧杯和剩余饮料的质量，如图乙所示，量筒内饮料质量是g，饮料密度是kg/m3。（2）小亮用量筒、小试管、水、记号笔测出了饮料的密度，请将实验步骤补充完整。①在量筒中倒入适量的水，将小试管放入量筒中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对的刻度V1。②在试管内倒入适量的水，先用记号笔记录试管内水面的位置，然后将试管放入量筒内的水中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对应的刻度V2。③将试管中的水倒尽，，然后将试管放入量筒内的水中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对的刻度V3。④饮料密度的表达式：ρ饮料＝。（用已知量和测量量符号来表示，已知水的密度为ρ水）【解答】解：（1）①把天平放在水平桌面上，将游码拨至标尺左端零刻度处，再调节横梁上的平衡螺母使天平平衡；③量筒中液体的体积为：V＝60mL＝60cm3。④剩余饮料和烧杯的质量为：m2＝20g+10g+1.4g＝31.4g。量筒内饮料质量：m＝m1﹣m2＝93.8g﹣31.4g＝62.4g，饮料的密度是：ρ＝＝＝1.04g/cm3＝1.04×103kg/m3；（2）实验过程中，没有天平，利用原来的量筒和水以及小试管测出了饮料的密度；①在量筒中倒入适量的水，将小试管放入量筒中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对的刻度V1。②在试管内倒入适量的水，先用记号笔记录试管内水面的位置，然后将试管放入量筒内的水中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对应的刻度V2。③将试管中的水倒尽，再向试管中倒入饮料直到标记处，然后将试管放入量筒内的水中使其竖直漂浮，读出量筒内水面所对的刻度V3。④试管内饮料的体积V＝V2﹣V1，饮料的质量等于排开的水的质量m＝ρ水（V3﹣V1），所以的饮料密度的表达式为：ρ饮料＝＝•ρ水。故答案为：（1）①游码；横梁两端的平衡螺母；③60；④62.4；1.04×103；（2）③再向试管中倒入饮料直到标记处；④•ρ水。四、只有弹簧测力计1.测固体密度（双提法）【器材】弹簧测力计、烧杯、足够的水和细线、石块【步骤】（1）用细线系住石块，用调整好的弹簧测力计测得石块的重力（2）用弹簧测力计悬挂着固体，将其完全浸没在盛有水的烧杯内，此时示数为表达式：2.液体（三提法）【器材】弹簧测力计、待测液体、石块、烧杯、足够多的水和细线【步骤】（1）用细线系住石块，用调整好的弹簧测力计测得金属块的重力（2）将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（3）将烧杯中装入足够多的待测液体，用弹簧测力计悬挂着石块浸没在待测液体中，不触及烧杯侧壁和底部，此时示数为表达式：五、用刻度尺测密度1、土密度计法测液体密度【器材】刻度尺，烧杯、足够的水和待测液体、粗细均匀的塑料棒或木棒，足够的金属丝【步骤】（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（3）倒掉烧杯中的水，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表达式：2.等压强法测液体密度【器材】玻璃管、橡皮膜和细线、烧杯、足够多的水和待测液体、刻度尺【步骤】（1）使用刻度尺测出试管的长度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，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表达式：3.浮力法测固体密度器材：烧杯，足够的水和细线、待测固体、水槽、刻度尺【步骤】（1）使一空烧杯悬浮在水槽内，用刻度尺测得液面的高度（2）将待测固体放在烧杯内，测得液面高度（3）将固体取出通过细线直接放入水槽内，测得液面高度。表达式：例题：小云实验小组用如图甲所示的实验装置探究浮力的大小跟哪些因素有关。（1）分析b、c两次实验可知：浸在液体中的物体受到浮力的大小与___________有关。（2）分析c、d两次实验可知：浸没在液体中的物体受到浮力的大小与浸没深度___________。（3）分析c、e两次实验可知：浸在液体中的物体受到浮力的大小与___________有关。（4）若先完成实验c，再完成实验a，则测得的浮力将___________。（填“偏大”或“偏小”）。（5）完成上述实验后，小云又利用如图乙所示的装置来测量实验中所用金属块的密度，实验过程如下：①将空烧杯漂浮在水槽内，用刻度尺测得水面的高度为；②将金属块放在烧杯内，用刻度尺测得水面的高度；③___________，用刻度尺测得水面的高度为；④金属块的密度___________。（用、、、表示）【答案】①.排开液体的体积②.无关③.液体的密度④.偏大⑤.在②的基础上，将金属块从烧杯中取出，慢慢放入水槽内的水中，使其浸没在液体中，用刻度尺测得水面的高度为⑥.【解析】【分析】【详解】（1）[1]图a中测力计示数为物体的重力G。物体受到的浮力大小与物体排开液体的密度和体积有关，研究浮力大小与其中一个因素的关系时，要控制另一个因素不变，由b、c两次实验知，排开液体的密度相同，排开液体的体积不同，根据称重法测浮力可得出b、c两次实验浮力的大小不同，故分析b、c两次实验可得出浸在液体中的物体受到浮力的大小与排开液体的体积有关。（2）[2]分析c、d两次实验可知，物体浸在液体的体积和密度相同，而深度不同，由称重法测浮力，物体受到的浮力相同，故得出：浸没在在液体中的物体受到浮力的大小与浸没深度无关。（3）[3]分析c、e两次实验可知，物体排开液体的体积相同，而液体的密度不同，由称重法测浮力，物体受到的浮力不相同，故分析c、e两次实验得出：浸在液体中的物体受到浮力的大小与液体的密度有关。（4