郭占峰

密度是初中科學(xué)科物理部分的一個(gè)重要概念，而密度的常規(guī)測(cè)量過(guò)程更是一個(gè)考查的重點(diǎn)，另外，綜合運(yùn)用浮力、質(zhì)量等知識(shí)，用非常規(guī)方法測(cè)量密度，可以很好地鍛煉學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)的能力，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也很有幫助。

一、密度測(cè)量常規(guī)方法

1.密度大于水的固體密度測(cè)量方法

（1）用天平測(cè)出被測(cè)物體的質(zhì)量m

（2）用量筒采用排水法V

（3）用公式ρ=m/V計(jì)算出物體密度

2.密度小于水的固體密度測(cè)量方法

（1）用天平測(cè)出物體的質(zhì)量m

（2）用沉錘法測(cè)出物體體積，具體做法：取小石塊用細(xì)線綁好，沉入量筒水面下，讀出刻度V1，再將石塊與被測(cè)物體綁在一起，沉入水面下，讀出刻度V2，則被測(cè)物體的體積V=V2-V1

（3）用公式ρ=m/V計(jì)算出被測(cè)物體的密度

3.液體密度的測(cè)量方法

（1）用燒杯取適量被測(cè)液體用天平測(cè)出質(zhì)量m1

（2）將燒杯中的液體倒入量筒中一部分，測(cè)出其體積V

（3）用天平測(cè)出剩余液體和燒杯的總質(zhì)量m2

（4）則液體密度ρ=（m1-m2）/V

小結(jié)：從上述測(cè)量過(guò)程可以看出，天平與量筒是測(cè)量密度的兩個(gè)重要器材，天平用來(lái)測(cè)質(zhì)量，量筒用來(lái)測(cè)體積，這些屬于常規(guī)方法。另外，我們還可以在不用天平或不用量筒情況下，測(cè)密度，則就是非常規(guī)方法。

二、幾種非常規(guī)的密度測(cè)量方法

1.沒(méi)有天平，只有量筒的時(shí)候

（1）不規(guī)則固體（以石子為例）

器材：小塑料桶（或金屬桶）、量筒、細(xì)線、水

①找一只小塑料瓶（或金屬桶），（可以浮在水面上，直徑小于量筒）放在盛有適量水的量筒中，讀出水面所對(duì)刻度，記為V1；

②將適量石子放在小塑料瓶中，使小瓶漂浮在水面上記下此時(shí)刻度，記為V2；

③將石子從小塑料瓶中取出，用細(xì)線綁著，慢慢浸沒(méi)在水中，讀出量筒刻度，記為V3；

④數(shù)據(jù)處理：V石=V3-V1

m石=G石/g=F浮/g=ρ水g（V2-V1）/g=ρ水（V2-V1）

ρ石=m石/V石=ρ水（V2-V1）/（V3-V1）

（2）若是密度小于水的固體，（如木塊）

器材：量筒、細(xì)針（或牙簽）、水

①往量筒中注入適量水，讀出體積為V1；

②將木塊放入水中，漂浮，靜止后讀出體積V2；

③用細(xì)針插入木塊，使木塊浸沒(méi)水中，讀出體積為V3。

④數(shù)據(jù)處理：m木=G木/g=F浮/g=ρ水g（V2-V1）/g=ρ水（V2-V1）

V木=V3-V1

ρ木=m木/V木=ρ水（V2-V1）/（V3-V1）

2.沒(méi)有量筒，只有天平的時(shí)候

（1）密度大于水的不規(guī)則固體（固體不溶于水）（以石子為例）

器材：天平、塑料小桶、溢水杯

①首先用天平正確稱(chēng)量出石子的質(zhì)量，記為m石；

②取一塑料小桶，用天平稱(chēng)出質(zhì)量m桶；

③取溢水杯，裝滿水，將石子慢慢浸沒(méi)其中，用小桶接收溢出的水；

④在天平上稱(chēng)出小桶和水的總質(zhì)量，記為m總

⑤數(shù)據(jù)處理：V石=V排水=m水/ρ水=（m總-m桶）/ρ水

ρ石=m石/V石=m石ρ水/（m總-m桶）

（2）液體密度

器材：玻璃杯（或燒杯）、天平、水

①取一個(gè)空杯子，用天平稱(chēng)出質(zhì)量，記為m杯；

②在杯子中倒入適量水，在杯壁上記下液面位置，秤出杯子和水的總質(zhì)量m杯+水；

③將杯子中的水倒出，將杯子擦干。再在杯子中倒入待測(cè)液體，用膠頭滴管使其液面到達(dá)標(biāo)記處；

④用天平秤取杯子和待測(cè)液體的總質(zhì)量m杯+液；

⑤數(shù)據(jù)處理：m液=m杯+液-m杯

V液=V水=m水/ρ水=（m杯+水-m杯）/ρ水

ρ液=m液/V液=（m杯+液-m杯）ρ水/（m杯+水-m杯）

3.既沒(méi)天平，也沒(méi)量筒

（1）密度大于水的不規(guī)則固體（以石子為例）

器材：彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線、燒杯、水

①將石子用細(xì)線綁好，掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，讀出示數(shù)，記為F1；

②燒杯中盛些水，將石子浸沒(méi)水中，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記為F2；

③數(shù)據(jù)處理：m石=G石/g=F1/g

V石=V排=F浮/ρ水g=（F1-F2）/ρ水g

ρ石=m石/V石=F1ρ水/（F1-F2）

（2）液體密度（方法一）

器材：彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線、燒杯、石子、水

①將石子用細(xì)線綁好，掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，讀出示數(shù)，記為F1；

②燒杯中盛些水，將石子浸沒(méi)水中，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記為F2；

③將燒杯中的水倒干凈，加入待測(cè)液體，將石子擦干后，浸沒(méi)在該液體中，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記為F3；

④數(shù)據(jù)處理：m石=G石/g=F1/g

V石=V排水=F浮1/ρ水g=（F1-F2）/ρ水g

F浮2=ρ液gV石得到ρ液=F浮2/gV石=（F1-F3）/gV石

=（F1-F3）ρ水/（F1-F2）

（3）液體密度（方法二）

器材：鐵架臺(tái)，U形管、水、刻度尺、膠頭滴管

①將U形管豎直固定在鐵架臺(tái)上，底部和臺(tái)面接觸；

②在U形管一側(cè)加入適量水；

③在U形管另一側(cè)，注入被測(cè)液體，直至兩液體交界面位于管子底部中間為止；

④用刻度尺測(cè)量出水柱和被測(cè)液體柱高度h水和h液

數(shù)據(jù)處理：水柱產(chǎn)生壓強(qiáng)：P水=ρ水gh水

P液=ρ液gh液

因?yàn)镻水=P液

所以ρ水gh水=ρ液gh液

得到ρ液=ρ水h水/h液

編輯 薛直艷