【知識回顧】
密度是物質的一種特性,只要測出物體的體積和質量就可以算出物質的密度。
用天平、量筒測密度的方法通常被稱為常規方法,沒有天平或量筒間接測質量或體積算密度的方法通常被稱為特殊方法。
例如:微課《八年級:稱重法測物質密度》就是測密度的特殊方法之一。
(點開鏈接瞭解詳情)
[想想議議]
如果沒有天平、彈簧測力計,用量筒能測物質的密度嗎?
1.質量
漂浮在液麵上的物體受力平衡,浮力的大小即等於物體排開液體的重力也等於物體的重力。
即:F浮=G排=G物=ρ水gV排=m物g.
根據G=mg的變式m=G/g=F浮/g,就可以算出物體的質量了.
2.體積
當物體浸沒在水中時,物體的體積等於物體排開液體的體積。
即∶V物=V排
【舉手提問】
- 怎樣用平衡法測出漂浮物體的質量?
- 如何用平衡法測物質的密度?
【新課學習】
一、平衡法測物體的質量
由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,漂浮在水面的物體,只要知道物體排開水的體積就可算出浮力。
如下圖,讀出木塊放入量筒前、後水的體積,算出木塊排開水的體積。
V1 V2
V排=V2-V1
由於G物=G排=F浮=ρ水gV排=ρ水g(V2-V1)
G=mg,m=G物/g
=ρ水g(V2-V1)/g=ρ水(V2-V1)
所以木塊的質量:m=ρ水(V2-V1)
二、用平衡法測物質的密度
[觀察與實驗]
視頻:[實驗]用量筒測漂浮物體的密度
(選擇音量橫屏看)
[實驗反思]
1.平衡法是測物質密度的一種特殊方法,實驗存在誤差。
2.測物質密度的基本原理是ρ=m/V,根據物理原理間接測量質量和體積的方法被稱為特殊方法測密度。
用特殊方法測小瓶玻璃密度的表達式為:
3.無論所測物質的密度比水的密度大還是小,均可以用平衡法測出質量,只是操作步驟不同而已。
4.平衡法測質量是此類問題的關鍵點,理解漂浮物體應用下列公式的意義:
F浮=G排=G物=ρ水gV排=m物g
【中考真題訓練】
1.(2019淄博14題)
把木塊放入裝滿水的溢水杯中,溢出水的體積為V1(如圖甲),用細針將該木塊全部壓入水中,溢出水的總體積為V2(如圖乙),忽略細針體積,則( )
A.木塊的質量為ρ水V2
B.緩慢下壓木塊的過程中,溢水杯底受到水的壓強變大
C.木塊全部壓入水中靜止時,細針對木塊的壓力大小為ρ水gV2
D.木塊的密度為
2.(2019濱州21題8分)
在測量不規則小物塊的密度頭驗中,某實驗小組的實驗步驟如下:
(1)將天平放在 桌面上,遊碼歸零後發現指針的位置如圖甲所示,則需 將平衡螺母向 (填“左”或“右”)調節使橫樑平衡。
(2)天平調好後,測量小物塊的質量。天平平衡時,遊碼位置和所加砝碼如圖乙所示,則小物塊的質量是 g。
(3)在量筒中倒入適量的水,記下水的體積為40cm³;再用細鋼針將小物塊浸沒在量筒的水中,這時的總體積為60cm³,則小物塊的體積為 cm³。
(4)小物塊的密度ρ= g/cm³。
(5)該小組嘗試用另一種方法測量該物塊的密度,如圖丙所示,他們做了如下的操作:
①向量簡內倒入適量的水,記下水的體積V1為20 cm³。
②將小物塊輕輕放入量筒內,穩定後水面上升至V2 為36 cm³。
③再用細鋼針將小物塊浸沒在量筒的水中時,水面上升至V3為40cm³。
由以上測量數據可知:
物塊的質量m= g,
物塊的體積V= cm³,
物塊的密度ρ= g/cm³。
3.(2016北京)(4分)
小曼利用符合實驗要求的圓柱體物塊、石子、細線、量簡和適量的水測量某未知液體的密度.如圖是小曼正確測量過程的示意圖。
已知水的密度為1×10³kg/m³,g取10N/kg.實驗過程如下:
①將適量的水倒入量筒中,如圖甲所示,記錄量筒中水的體積.
②將栓有石子的物塊置於量筒內的水中,如圖乙所示,量筒中水面所對應
的示數為66cm³.
③將待測液體倒入另一量筒中,如圖丙所示,記錄量筒中待測液體的體積.
④將上述石子和物塊擦乾後,置於量筒內的待測液體中,如圖丁所示,量筒中液麵所對應的示數為70cm³.
由以上實驗可知:
(1)石子和物塊在水中所受的總浮力為 N;
(2)待測液體的密度為 kg/m³.
參考答案:
- D
- (1)水平 右 (2)16.2 (3)20(4)0.81 (5)16 20 0.8
- (1)0.16 (2)0.8×10³
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