密度测量方法汇总
一、天平量筒法
1、常规法
实验原理:ρ= m/v
实验器材:天平(砝码)、量筒、烧杯、滴管、线、水、石块 实验步骤:
(1)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V 1
(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V 2; 实验结论: 2、天平测石块密度
方案1(烧杯、水、细线) 实验原理:ρ= m/v
实验器材:天平、水、空瓶、石块 实验过程:
1、用天平测石块质量m 1
2、瓶中装满水,测出质量m2
3、将石块放入瓶中,溢出一部分水后,测出瓶、石块及剩余水的质量m 3 推导及表达式:m 排水=m1+m2-m3 V 石=V 排水 =(m1+m2-m3)/ρ水
ρ石=m 1/V 石 =m 1ρ水/(m1+m2-m3)
方案2(烧杯、水、细线) 实验原理:ρ= m/v
实验器材:烧杯、天平、水、细线 、石块 实验过程:
1、在烧杯中装适量水,用天平测出杯和水的总质量m 1
2、用细线系住石块浸没入水中,使石块不与杯底杯壁接触,用天平测总质量 m2
3、使石块沉入水底,用天平测出总质量m 3 推导及表达式:m 石=m3-m1
V 石=V 排=(m2-m1)/ρ水
12v v m
-=
V m =ρ
∴ρ石=m 石/V 石 =(m3-m1)ρ水/(m2-m1) 3、等体积法
实验器材:天平(含砝码)、刻度尺、烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、细线。
实验步骤:
1.用调节好的天平,测出空烧杯的质量m 0;
2.将适量的水倒入烧杯中,用天平测出烧杯和水的总质量m 1,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m 2。
实验结果:
∵ 因为水和牛奶的体积相等, V 牛=V 水
∴
4、 等质量法
实验器材: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。
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。
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S ρ牛h 牛=ρ水h 水
即 ρ牛=
二、利用浮力测密度:
水
水水
牛牛--==ρρρ0102m m m m m m 水
水牛牛=ρρm m 水
牛
水
ρh h
1、浮力法——天平
器材:天平、金属块、水、细绳
步骤:
1)往烧杯装满水,放在天平上称出质量为 m1;
2)将属块轻轻放入水中,溢出部分水,再将烧杯放在天平上称出质量为m2;
3) 将金属块取出,把烧杯放在天平上称出烧杯和剩下水的质量m3。
表达式:ρ=ρ水(m2-m3)/(m1-m3)
2.浮力法----量筒
器材:木块、水、细针、量筒
步骤:
1)、往量筒中注入适量水,读出体积为V1;
2)、将木块放入水中,漂浮,静止后读出体积 V2;
3)、用细针插入木块,将木块完全浸入水中,读出体积为V3。
表达式:ρ=ρ水(V2-V1)/(V3-V1)
3、等浮力法
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。
实验结论: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:4、双提法
水
牛
水
牛
ρ
-
-
=
ρ
h
h
L
L
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 。
说明:若选用已知密度的金属块即可测液体的密度。 5、三提法
实验原理:阿基米德原理
实验器材:一支弹簧秤、两个烧杯及足量的 水、金属块、线、待测液体B 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 '。 液体B 的密度:
ρB =
6、杠杆法
实验原理:阿基米德原理、杠杆平衡原理
实验器材:一根直硬棒、烧杯、金属块、线、待测液体B 、刻度尺 实验步骤:
1、首先找一根直硬棒,用细线系在O 点吊起,硬棒在水平位置平衡,
2、将已知密度为ρ的金属块B 挂在硬棒左端C 处,另外找一个重物A 挂在硬棒右端,调节重物A 的位置,使硬棒在水平位置平衡,此时重物挂在硬棒上的位置为E ,如图所示,用刻度尺测出OE 的长度L o ;
3、把金属块B 浸没在油中,把重物A 从E 处移动到D 处时,硬棒再次在水平位置平衡;用刻度尺测出OD 的长度L 1;
4、利用上述测量出的物理量和题中的已知 量计算ρ油的表达式为:
水ρF G F G -'-
说明:利用杠杆平衡条件不但能测液体密度,还能测固体密度,不过要将被测固体浸没在已知密度的液体中。
7、一浮一沉法
实验原理:阿基米德原理 实验器材:烧杯、水 实验步骤:
(甲)(乙)
①在量筒内倒入适量的水,记下量筒的示数为V 0; ②使空牙膏皮漂浮在量筒中,记下量筒的示数为V 1;
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V 2。 牙膏皮密度的表达式:
分析:这道题运用的实验原理:物体的漂浮条件。所谓“一浮一沉法”,即“一浮”: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。
8、量筒测石块密度
方案1 一只溢水杯、几只小烧杯和清水, 实验步骤:
①在溢水杯中装满水,先将小烧杯漂浮在水面上,再将小石块轻轻放在小烧杯中,同时用另一只小烧杯承接小石块放入杯中时溢出的水,用量筒量出溢出水的体积V 3;
②先在量杯中倒入适量的水,读出读数V 1;把小石块浸没在水中读出体积V 2,玻璃球的体积为V 2-V 1;
所测的物理量为水的体积V 1,水和玻璃球的总体积V 2,溢出水的体积V 3。 小石块的密度: 方案2
(1)量筒中放适量水,把小烧杯口朝上放在量筒中(漂在水面)记下水面刻度V 1
水ρρ0
201V V V V --=
(2)石块轻放到小烧杯中,待水面静止记下水面刻度V 2
(3)将石块从小烧杯中取出,轻投入量筒中浸没记下水面刻度V 3 推导及表达式:V 石=V3-V2
漂浮时:G= F 浮=ρ水g (V2-V1)
ρ石=G /V 石g=(V2-V1)ρ水/(V3-V1)
三、利用压强测密度:
1、等压强法
实验器材: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。
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。
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谁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= 2、 U 形管法:
器材:U 形管、水、待测液体、刻度尺 步骤:
1)、将适量水倒入U 形管中;
2)、将待测液体从U 形管的一个管口沿壁缓慢注入。 3)、用刻度尺测出管中水的高度h1,待测液体的高度h2.(如图)
水
牛
水
h h
计算表达:ρ=ρ水h1/h2
(注意:用此种方法的条件是:待测液体不溶于水,待测液体的密度小于水的密度)