利用浮力测密度带答案.docx
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二、利用浮力测密度:
1、浮力法——天平
器材:
天平、金属块、水、细绳
步骤:
1)往烧杯装满水,放在天平上称出质量为m1;
2)将属块轻轻放入水中,溢出部分水,再将烧杯放在天平上称出质量为m2;
3)将金属块取出,把烧杯放在天平上称出烧杯和剩下水的质量m3。
表达式:
ρ=ρ水(m2-m3)/(m1-m3)
2.浮力法----量筒
器材:
木块、水、细针、量筒
步骤:
1)、往量筒中注入适量水,读出体积为V1;
2)、将木块放入水中,漂浮,静止后读出体积V2;
3)、用细针插入木块,将木块完全浸入水中,读出体积为V3。
表达式:
ρ=ρ水(V2-V1)/(V3-V1)
3、等浮力法
实验原理:
漂浮条件、阿基米德原理。
实验器材:
刻度尺、粗细均匀的细木棒、一段金属丝、烧杯、水、牛奶。
实验步骤:
(1)将一段金属丝绕在木棒的一端,制成“密度计”,用刻度尺测出其长度L;
(2)将“密度计”放入盛有水的烧杯中,使其漂浮在水中,用刻度尺测出“密度计”露出水面的高度h水;
(3)将“密度计”放入盛有牛奶的烧杯中,使其漂浮在牛奶中,用刻度尺测出“密度计”露出牛奶液面的高度h牛。
实验结论:
因为“密度计”在水中和在牛奶中,均处于漂浮状态。
因此“密度计”在水中和在牛奶中受到的浮力都等于“密度计”的重力。
“密度计”的重力不变,所以两次浮力相等。
即F牛=F水,根据阿基米德原理可得:
ρ牛gV牛排=ρ水gV水排
ρ牛gSh牛排=ρ水gSh水排
∵h牛排=L-h牛h水排=L-h水
∴ρ牛(L-h牛)=ρ水(L-h水)
牛奶的密度:
4、双提法
实验原理:
阿基米德原理
实验器材:
一支弹簧秤、一个烧杯及足量的水、金属块、线。
实验步骤:
(1)用细线系住金属块,在烧杯中倒入适量的水;
(2)用弹簧测力计测出金属块受到的重力G;
(3)用弹簧测力计测出金属块浸没在水中受到的拉力F。
说明:
若选用已知密度的金属块即可测液体的密度。
5、三提法
实验原理:
阿基米德原理
实验器材:
一支弹簧秤、两个烧杯及足量的水、金属块、线、待测液体B
实验步骤:
(1)用细线系住小石块,将适量的水与液体B分别倒入两个烧杯中;
(2)用弹簧测力计测出小石块受到的重力G
(3)用弹簧测力计测出小石块浸没在水中受到的拉力F;
(4)用弹簧测力计测出小石块浸没在液体B中受到的拉力F'。
液体B的密度:
ρB=
6、杠杆法
实验原理:
阿基米德原理、杠杆平衡原理
实验器材:
一根直硬棒、烧杯、金属块、线、待测液体B、刻度尺
实验步骤:
1、首先找一根直硬棒,用细线系在O点吊起,硬棒在水平位置平衡,
2、将已知密度为ρ的金属块B挂在硬棒左端C处,另外找一个重物A挂在硬棒右端,调节重物A的位置,使硬棒在水平位置平衡,此时重物挂在硬棒上的位置为E,如图所示,用刻度尺测出OE的长度Lo;
3、把金属块B浸没在油中,把重物A从E处移动到D处时,硬棒再次在水平位置平衡;用刻度尺测出OD的长度L1;
4、利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算ρ油的表达式为:
说明:
利用杠杆平衡条件不但能测液体密度,还能测固体密度,不过要将被测固体浸没在已知密度的液体中。
7、一浮一沉法
实验原理:
阿基米德原理
实验器材:
烧杯、水
实验步骤:
①在量筒内倒入适量的水,记下量筒的示数为V0;
②使空牙膏皮漂浮在量筒中,记下量筒的示数为V1;
③将空牙膏皮卷成团,把空气排除,浸没在量筒的水中,记下量筒中的水示数为V2。
牙膏皮密度的表达式:
分析:
这道题运用的实验原理:
物体的漂浮条件。
所谓“一浮一沉法”,即“一浮”:
当物体漂浮在液面静止时,它受到的浮力等于重力。
利用物体漂浮在水中找到重力------得到物体的质量;“一沉”:
利用物体沉没在水中,找到体积,则物体的密度就可以测得。
8、量筒测石块密度
方案1 一只溢水杯、几只小烧杯和清水,
实验步骤:
①在溢水杯中装满水,先将小烧杯漂浮在水面上,再将小石块轻轻放在小烧杯中,同时用另一只小烧杯承接小石块放入杯中时溢出的水,用量筒量出溢出水的体积V3;
②先在量杯中倒入适量的水,读出读数V1;把小石块浸没在水中读出体积V2,玻璃球的体积为V2-V1;
所测的物理量为水的体积V1,水和玻璃球的总体积V2,溢出水的体积V3。
小石块的密度:
方案2
(1)量筒中放适量水,把小烧杯口朝上放在量筒中(漂在水面)记下水面刻度V1
(2)石块轻放到小烧杯中,待水面静止记下水面刻度V2
(3)将石块从小烧杯中取出,轻投入量筒中浸没记下水面刻度V3
推导及表达式:
V石=V3-V2
漂浮时:
G=F浮=ρ水g(V2-V1)
ρ石=G/V石g=(V2-V1)ρ水/(V3-V1)
三、利用压强测密度:
1、等压强法
实验器材:
刻度尺、两端开口的直玻璃管(一端扎有橡皮膜)、烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、细线。
实验步骤:
1.烧杯中倒入适量的水;
2.将适量的牛奶倒入直玻璃管中,让扎有橡皮膜的一端放在水平桌面上,如图甲,用刻度尺测出牛奶的高度h牛;
3.将直玻璃管缓缓放入烧杯的水中,观察橡皮膜的凹陷程度,直到橡皮膜呈水平状态时为止。
用刻度尺测出橡皮膜到水面的高度h水,如图乙。
实验结果:
当橡皮膜呈水平状态时,牛奶对橡皮膜向下的压强等于谁对橡皮膜向上的压强。
即p牛=p水
ρ牛gh牛=ρ水gh水
牛奶的密度:
ρ牛=
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