一、測量形狀不規(guī)則的固體的密度
若ρ物>ρ水,采用排水法。用天平稱其質(zhì)量(或用彈簧測力計(jì)測其重量),用量筒測體積(即“二次”測量法),利用密度公式ρ=m/v即可求出目標(biāo)物質(zhì)的密度;若ρ物<ρ水,可用天平稱其質(zhì)量(或彈簧測力計(jì)測其重量),測體積時(shí),由于物體放入水中后漂浮于水面,要設(shè)法把物體全部浸入水中,這時(shí)可采取以下兩種方法:(1)針壓法:用細(xì)針將物體壓入水中,用排水法測得物體的體積;(2)沉墜法:在待測物體的下面系一密度大于水的物體(如石塊、鐵塊)。先把密度大于水的那個(gè)物體浸入水中,測得其體積V1;再把兩物體全部浸入水中并測出這時(shí)的體積V2,則待測物體的體積V=V1-V2,利用密度公式ρ=m/V即可求出目標(biāo)物質(zhì)的密度。
二、只有量筒,沒有天平(或彈簧秤)時(shí)固體密度的測量
待測物體的體積可以用量筒測量,由于沒有天平,質(zhì)量無法直接進(jìn)行測量,可采用“曹沖稱象法”,讓待測物體的質(zhì)量與已知質(zhì)量的物體質(zhì)量相等,則待測液體的密度為ρ=m/V。
例1給你足夠的水,并有量筒一只,怎樣測定小酒杯瓷的密度?(酒杯的直徑小于量筒內(nèi)的直徑)請寫出主要的實(shí)驗(yàn)步驟及密度的表達(dá)式。(用實(shí)驗(yàn)所測得的物理量表示)
答案
(1)實(shí)驗(yàn)步驟:
① 在量筒內(nèi)放入適量的水,記下水的體積V1,用細(xì)線拴住小酒杯,使其漂浮于量筒內(nèi)的水中(酒杯中不能有水),讀出水面所對應(yīng)的刻度V2,即小酒杯排開水的體積V排=V2-V1;
② 根據(jù)物體的漂浮條件有G=ρ水gV排=ρ水g(V2-V1),即可計(jì)算出小酒杯的質(zhì)量m=G/g =ρ水 (V2-V1);
③ 把拴有細(xì)線的小酒杯浸沒于量筒的水中,讀出水面對應(yīng)的刻度V3,即可計(jì)算出小酒杯的體積V=V3-V1。
(2)密度表達(dá)式為ρ=m / v=ρ水 (V2-V1) /V3-V1。
三、密度的探究性、開放性測量
這類題要求同學(xué)們綜合運(yùn)用密度、壓強(qiáng)、浮力等知識,探索不同物理情景下測量物體密度的不同方法,能充分發(fā)
揮同學(xué)們的創(chuàng)造性思維,考查綜合運(yùn)用知識能力,是當(dāng)今中考的熱點(diǎn)。
例2“鉛球是用純鉛制成的嗎?”體育課后同學(xué)們提出了疑問,請你設(shè)計(jì)一種鑒別方法來探究這一問題。(假設(shè)鉛球是實(shí)心的)
(1)寫出所需的實(shí)驗(yàn)器材。
(2)簡要寫出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟。
解析本題是一道開放性的實(shí)驗(yàn)探究題,要求同學(xué)們綜合運(yùn)用密度、壓強(qiáng)、浮力等知識。它對能力提出了更高的要求,一方面要較好地掌握相關(guān)的知識,另一方面要能用物理語言敘述各種方法和解題步驟。主要有以下三種方法(僅給出實(shí)驗(yàn)原理,其余步驟請同學(xué)自已思考):
方法一:實(shí)驗(yàn)原理為 ρ=m / V。
方法二:實(shí)驗(yàn)原理為F?。紾-F。
方法三:實(shí)驗(yàn)原理為物體的浮沉條件。