密度测量的实验设计

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1、密度测量的实验设计杨学亮“测量物质密度”是中考的一个重要的考点，特别是利用浮力测密度，是初中物理力学的综合，它将平衡力、液体的压力和压强、浮力、质量和密度等知识综合在一起，难度大，在考题中属于中、高难度的题，是中考拉分题。例题精选 （2013 潍坊）张华同学到正大养殖基地参加社会实践活动，他帮助工作人员捡拾鸡蛋时，想知道新鲜鸡蛋的密度有多大，请你从“弹簧测力计、密度计、细盐、烧杯、水、细线、玻璃棒”中选出合适的实验器材，在不打碎鸡蛋的情况下，设计一个实验，测量新鲜鸡蛋的平均密度（蛋水）要求：（1）写出所选实验器材：（2）简要说明测量方法思路探讨：第一步 思原理。第一种方案，利用物体浮沉条件，当

2、实心物体悬浮在液体中时，；第二种方案，可以用常规的方法，利用。 第二步 明方法。根据实验的原理选择实验器材，科学设计实验过程。如果按第一种方法，鸡蛋在水中是下沉的，把新鲜鸡蛋放入水后，应往水中不断加盐，并用玻璃棒搅拌，直到鸡蛋悬浮为止，用密度计测量盐水的密度即可。如果按第二种方法，就要想办法测出新鲜鸡蛋的质量和体积，先用弹簧测力计测重力求质量，体积可以用排水法，当新鲜鸡蛋浸没在水中，物体的体积等于它排开水的体积，先求出浮力，再根据阿基米德原理求出物体排开水的体积，V物=V排求鸡蛋的体积。规范解答： 方法一：1需要的实验器材：密度计、水、玻璃棒；2将鸡蛋完全浸没在水中，然后往水中不断加盐，并用玻

3、璃棒搅拌，直到鸡蛋悬浮为止，然后用密度计测量盐水的密度为；鸡蛋悬浮时，密度与液体的密度相等，所以蛋=方法二：1需要的实验器材：弹簧测力计、水、细线、烧杯；2利用细线拴好鸡蛋挂在弹簧测力计下称出其重力G；把鸡蛋浸没在称有水的烧杯中，测出此时弹簧测力计的示数为G；鸡蛋受到的浮力为：F浮=GG；由阿基米德原理得鸡蛋的体积为：；鸡蛋的质量为：m=G/g，所以鸡蛋的密度为：解后反思：1测密度常用的方法是用天平测质量，用量筒测体积。如果没有量筒，可以用排水法测体积；如果没有天平，可以用弹簧测力计测重力，求质量，还可以使物体漂浮，利用浮力和重力相等求质量。例题的实验采用“二次测重法”，第一次用测力计测重力可

4、以求质量，第二次将物体完全浸入水中可以求出浮力，再根据阿基米德原理求排开水的体积，V=V排求物体的体积，再求密度。2我们还可以采用“三次测重法”测液体的密度，设计思路是：（1）用测力计测出物体的重力G；（2）将物体浸没在水中，读出测力计的示数F1；（3）将物体浸没在盐水中，读出测力计的示数F2 （1） （2） （1）：（2）得; 母题迁移：1 （2013 随州）小明的父亲是一位配钥匙的师傅，他发现有一种钥匙坯和5角硬币的颜色都是黄灿灿的，为探究它们是否是同一种材质。设计如图实验。 (1)取一枚钥匙坯放入小空桶，称出它们的总重F1；(2)取一枚5角硬币放人小空桶，称出它们的总重F2； (3)将那

5、枚钥匙坯轻轻放人已装满水的溢水杯中，用小空桶收集溢出的水，称出水及桶的总重F3；(4)将那枚5角硬币也轻轻放人溢水杯中(钥匙坯仍在其中)，用刚才装水的小桶继续收集这次溢出的水，称出桶及两次溢出水的总重F4； 在该实验中，小明遗漏了一步重要的测量(并用字母表示)： 。 小明认为，如果=，则可以认为它们是同一材质。根据你补充的步骤，上述等式应修改为： 。 为减小误差，钥匙坯，硬币最好各取一枚吗?答： 。答案：（1）测量空桶的重量F。；（2） = （3）应适当多取几枚硬币和几个同种钥匙坯2 （2013威海）小明同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如图所示的实验请你根据小明的实验探究回答下列问题（1）

6、在C与E两图中，保持了排开液体的体积不变，研究浮力与 的关系；根据A与E两图所标的实验数据，可知物体浸没在盐水中所受的浮力为 N（2）小明对ABCD四个步骤进行了观察研究，发现浮力的大小有时与深度有关，有时与深度又无关对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而，当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同，浮力的大小与深度（3）在小明实验的基础上，根据有关实验数据，可以计算出盐水的密度为kg/m3答案为：（1）液体密度；2.4；（2）增大； 无关；（3）1.2103 3 （2013北京）小阳利用刻度尺、塑料碗、圆柱形玻璃筒和适量的水测量一块铁矿石的密度。以下是小阳设计的实验步骤，请你按照他的

7、实验思路，将实验步骤补充完整。 （1）在圆柱形玻璃筒内放入适量的水，将塑料碗轻轻放入水中，塑料碗漂浮，用刻度尺测出此时玻璃筒内水的深度为h1，并记录在表格中； （2）将铁矿石轻轻放入塑料碗中，塑料碗仍漂浮，用刻度尺测出此时圆柱形玻璃筒内水的深度为h2，并记录在表格中；（3） （4）已知水的密度为，利用测量出的物理量和计算铁矿石的密度 并将计算结果记录在表格中。 答案：（3）是将铁矿石轻从塑料碗中取出，轻轻放入圆柱形玻璃筒内，用刻度尺测出此时圆柱形玻璃筒内水的深度为h3，并记录在表格中.。4 （2013 连云港）小强用测力计等器材测量一块石灰石的密度，请将下面实验步骤中的数据补充完整。(g=10N/kg)(1)如图甲所示，用测力计测出该石灰石在空气中的重力G=2.5 N;(2)将该石灰石浸没在水中静止时，如图乙所示，测力计的示数F= _N;(3)根据阿基米德原理可算出该石灰石的体积V= _ m3 ;(4)根据密度公式算出该石灰石的密度=_kg/m3.答案：1.5N 1.0x10-4 m3