测定物质密度的一些特殊方法

中考网

在初中物理学习中，“密度”这一知识点既是重点也是难点，在社会生活及现代科学技术中密度知识的应用也十分普遍，对未知物质密度的测定具有十分重要的现实意义，特别是为现在的探究式学物理教学，自主参与式学习提供了很好的素材，值得我们认真地探索和挖掘。在此，把一些物质密度的特殊测量方法，呈现出来，供大家参考和探究。
        　　1、利用天平和量筒分别测出物质的质量和体积，根据公式计算
         
        　　原理：公式

1KQI921-0.gif

         （测密度的一般方法）
         
        　　2、没有天平，只有量筒
         
        　　例：如何用量筒测一只小酒杯玻璃的密度（量筒口径大于小酒杯口径）？
         
       

1KQGK7-1.jpg

         
        　　分析：小酒杯玻璃的体积可用量筒直接测出来，关键是如何测出小酒杯的质量，在这里可以利用浮力知识，即物体漂浮在水面时，浮力等于重力，

1KQK016-2.gif

，求出小酒杯的质量

1KQG501-3.gif

，

1KQM158-4.gif

可以根据阿基米德原理求出（

1KQK545-5.gif

可由量筒直接读出）
         
        　　解：在量筒中盛适量的水，记为

1KQH151-6.gif

（图1），把小酒杯轻放在水面，让其漂浮在水面，记下水面的示数为

1KQGc6-7.gif

（图2），则

1KQGI0-8.gif

，

1KQJ229-9.gif

，所以，小酒杯的质量为

1KQL140-10.gif

，最后让小酒杯沉入水中（玻璃全部浸入水中），记下水面的示数

1KQK1L-11.gif

，则玻璃的体积为

1KQK0S-12.gif

，这样由公式

可以算出玻璃的密度。
         
        　　3、没有天平，没有量筒，利用弹簧秤或电子秤
         
        　　例：小李同学订了一份牛奶，他想测出牛奶的密度，但他手边只有一个空酒杯或一次性塑料杯，一台电子秤，足量的水，你能帮他设计方案完成任务吗？
         
        　　分析：题目中，没有量筒，不能直接测出牛奶的体积，但有一个杯子，可以利用体积相等来解决这一问题，由

可知，当

1KQM611-15.gif

相等时，

1KQK151-16.gif

与

成正比，即

1KQI1S-18.gif

，用电子秤分别测出体积相同的一杯水和一杯牛奶的质量即可。
         
        　　4、没有量筒和天平，用弹簧秤测固体物质的密度
         
        　　例：小张同学在参观三峡大坝时，想到三峡大坝为什么选址在这个地方而不是其它地方，肯定是这个地方的地址条件相当特殊。他随手捡起一块当地深挖出来的小石头，想测一测石头的密度，可又没有天平，量筒。但他家有一个小弹簧秤。你能帮他想出办法来吗？
         
        　　解：用弹簧秤可以测出小石块的重力，求出质量

1KQI135-19.gif

。
         
        　　小石块的体积可以利用排水法求出：即在一个系有细线的塑料杯中盛满水，用弹簧秤测总重量

1KQK134-20.gif

，然后把小石块全部浸入水中，排出一部分水，取出小石块，再测出剩余水的总重量

1KQJ212-21.gif

，则排出水的重量为

1KQLU6-22.gif

，排出水的体积也就是小石块的体积为

，最后根据

求出

。
         
        　　5、没有天平，也没有量筒，用一只连通器
         
        　　例：现有透明塑料管连接着的两根玻璃管及铁架台，米尺，滴管和足够的水，用这些器材可以测出不溶于水的液体（例如食用油）的密度，写出你的探究方法。
         
        　　解：如图所示，两根玻璃管组成了一个连通器，在管中注入适量的水。然后用滴管向管中慢慢注入待测液体，从待测液体和水分界处的水平面向上分测出两管中液柱的高度

和

。
         
       

         
        　　根据连通器的特点，管中液体处于静止状态时，分界面等高处两管中压强相等：

，然后根据液体压强公式

可以求出

。
         
        　　6、没有天平，量筒，只用一刻度尺
         
        　　例：一圆柱形实心物体，漂浮在水面上，则该物体的密度是多少？
         
        　　解：如图，圆柱体漂浮在水面，根据物体漂浮的条件：

，
         
       

         
        　　即：

，

         
        　　即：

         
        　　所以，只需要用刻度尺测出圆柱体的高

和露出水面的长度

即可求出

。（小于

）