學習了質量和密度後,我們做了測密度的實驗,用到了天平和量筒。而中考時也會考到只有天平或只有量筒測密度的實驗。下面我們來總結一下幾種特殊方法測密度的實驗。
一、有天平,無量筒(用水做中間轉換量,等體積代換)
1、固體。
器材:石塊、燒杯、天平和砝碼、足夠的水、夠長的細線。
方法:(1)、用調好的天平測出待測固體的質量m0;
(2)、將燒杯中盛滿水,用天平測得燒杯和水的質量m1;
(3)、用細線拉著石塊,使其浸沒在燒杯中,待液體溢出後,用天平測得此時燒杯總質量m2。
解析:ρ=m/v,本實驗石塊質量為m0,滿水+杯子為m1,溢出後水+杯子+石塊為m2,則m2-m0為溢出後水+杯子,m1-(m2-m0)為溢出去的水質量,溢出去的水體積等於石塊體積V=m溢/ρ水=m1-(m2-m0)/ρ水。石塊密度ρ=m0/v石=m0*ρ水/(m0+m1-m2)。
2、液體。
器材:燒杯、足夠多的水、足夠多的待測液體、天平和砝碼
方法:(1)、用調整好的天平測得空燒杯質量為m0;
(2)、將燒杯裝滿水,用天平測得燒杯和水質量為m1;
(3)、將燒杯中得水清空,然後在燒杯中裝滿待測液體,測得此時燒杯和液體質量為m2。
解析:實驗原理ρ=m/v。本實驗用水做中間轉換量求體積,水的體積和待測液體體積相等。v水=v液=m水/ρ水=(m1-m0)/ρ水,ρ液=m液/v液=(m2-m0)*ρ水/(m1-m0)
二、有量筒,無天平
1、固體
a、在水中漂浮的物體,即密度比水小的固體
器材:量筒、待測固體、足夠多的水、細鐵絲
方法:(1)、在量筒裡裝入適量的水,讀取時數v1;
(2)、將待測固體放入量筒的水中,讀取此時示數v2;
(3)、用大頭針將物體完全壓入水中,讀取此時示數v3。
解析:v=v3-v1。由圖二物體漂浮得F浮=G=mg=ρ液gv排,所以m=ρ液v排=ρ液(v2-v1)。因此,ρ=m/v=(v3-v1)*ρ水/(v2-v1)
b、會沉底的固體,即密度比水大的固體
器材:量筒、待測固體、足夠的水和細線,木塊
方法:(1)、將一木塊放入盛有水的量筒內,測得體積為v1;
(2)、將待測固體放在木塊上,測得量筒示數為v2;
(3)、然後通過細線將固體也放入量筒內,此時量筒示數為v3。
解析:v=v3-v1,而由圖二得F浮=G木+G固=ρ液gv排,由圖一得F浮=G木=ρ液gv排』。兩式相減G固=ρ液g(v2-v1)。即m固=ρ液(v2-v1)。所以,ρ=m固/v=ρ液(v2-v1)/(v3-v1)。
2、液體
器材:量筒、足夠的水、待測液體、木塊
方法:(1)、量筒內裝入適量的水,讀出此時示數為v1;
(2)、將木塊放入水中漂浮,讀出此時示數為v2;
(3)、在量筒內裝入適量待測液體,測得體積為v3;
(4)、再將木塊放入該液體內,測得體積為v4。
解析:由圖一二得F浮=G木=ρ水g(v2-v1),由圖三四得F浮』=G木=ρ液g(v4-v3),兩式相除化簡可得ρ液=(v2-v1)*ρ水/(v4-v3)
以上便是只有天平或量筒時怎樣測液體和固體密度的方法,當然還有其他的測量方法,物理中很多題型都是換湯不換藥,實驗原理是不變的,都是v=m/ρ,同學們要學會發散思維,舉一反三。