一浮一沉测密度.docx

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一浮一沉测密度

一浮一沉测密度

二、一浮一沉测密度：

一浮即漂浮（若不能漂浮的物体借船：

小烧杯或圆柱形厚底玻璃杯）

G物=F浮mw物=m排=ρ水V排

一沉即浸没（若不能沉底的物体助沉:

针压或吊重物）

1、小明同学在过生日时收到了一个内有“生日快乐”的小水晶球，如图是他用量筒、小玻璃杯来测量水晶球密度的实验示意图，实验记录表格尚未填写完整，请你帮他完成表格中的内容。

空玻璃杯漂浮在水面上时量筒的示数/cm3

水晶球从玻璃杯中取出放入水中时量筒的示数/cm3

水晶球的密度/g/cm3

60

ρ＝_____________。

本题中的难点是如何测量小石块的质量．这里借助漂浮的原理，根据漂浮时浮力等于重力，再根据阿基米德原理，得出排开水的重力就可以得到浮力，最后计算小石块的密度．

【解析】

（3）借助

（1）

（2）步骤可间接算出小石块的重力，还需要借助量筒测出它的体积，

故下一步为：

将小石块轻轻放入小烧杯，使烧杯漂浮在水面上，记下这时量筒中水面的示数为V2

故答案为：

将小石块轻轻放入小烧杯，使烧杯漂浮在水面上．

（4）然后将小石块从小烧杯中取出，直接放入量筒中，沉入水底，读出此时量筒示数V3并记入表格中；

则石块的体积V=V3-V1，石块的质量m=

=

=ρ水（V2-V1）

将质量与体积代入密度的公式整理得：

ρ石=

ρ水

故答案为：

将小石块从小烧杯中取出，直接放入量筒中，沉入水底，读出此时量筒示数V3并记入表格中；

ρ水．

3、小红用量筒、一根细铁丝和一块已知密度为ρ木的小木块测量液体的密度。

请将实验步骤填写完整并写出ρ液的表达式：

（1）在量筒内放入适量的待测液体，记录量筒中液面处的刻度V1

（2）将木块放入量筒中漂浮，。

（3）用细铁丝将木块全部压入液体中，。

表达式ρ液=。

2）将木块放入量筒中漂浮，记录量筒中液面处的刻度V2，计算木块排开液体的体积V排=V2-V1；

故答案为：

记录量筒中液面处的刻度V2，计算木块排开液体的体积V排=V2-V1．

（3）用细铁丝将木块全部压入液体中，使木块浸没在液体中，记录量筒中液面处的刻度V3；

计算木块的体积V木=V3-V1；木块的质量m=ρ木V木=ρ木（V3-V1），木块漂浮在液面上时，

木块受竖直向下的重力G=mg=ρ木（V3-V1），受竖直向上的液体的浮力F浮=ρ液V排=ρ液（V2-V1），

木块在重力与浮力作用下静止，处于平衡状态，由平衡条件得：

G=F浮，

即：

ρ木（V3-V1）=ρ液（V2-V1），则液体的密度ρ液=

V3-V1

V2-V1

ρ木；

故答案为：

使木块浸没在液体中，记录量筒中液面处的刻度V3，计算木块的体积V木=V3-V1；

V3-V1

V2-V1

ρ木．

4、小明在户外捡到一颗漂亮的小石头，回家后他利用一把刻度尺，一条细线，一个厚底薄壁圆柱形的长杯子（杯壁厚度不计）和一桶水来测这颗小石头的密度。

请你按照小明的实验思路，将实验步骤补充完整。

（1）长杯子中装入适量水，用刻度尺测出杯内水的深度h1；

（2）将杯子放入桶内的水中，使杯子竖直漂浮在水面上，用刻度尺测出杯子露出水面的高度h2；

（3）用细线系好小石块并放入杯内水中，杯子继续竖直漂浮在水面上，用刻度尺测出杯子露出水面的高度h3

；

（4）；

（5）已知水的密度为ρ水，利用上述测量出的物理量和已知量，计算小石块密度的表达

式为：

ρ石=。

把杯子从水中取出，用刻度尺测出杯内水的深度

试题分析：

（4）为了利用排水法测出小石块排开水的体积，还应测量放入石块后杯内水面的深度，故这一步骤为：

把杯子从水中取出，用刻度尺测出杯内水的深度

；

（5）设长杯子的底面积为S，则小石块的体积为

；因为石块与杯子一同漂浮在桶中，所以增加的小石块的质量就等于杯子增加的排开水的质量，可得，

，则小石块的密度为

5、小红想测出一个质量约为200g的实心金属圆环的密度。

实验室提供的器材有：

一个大水槽和足量的水、细线、刻度尺和一个体积大约为600cm3长方体木块。

（1）以下是她设计的实验步骤，请你补充完整。

①将长方体木块放入水槽中，使其漂浮在水面上，保持上表面与水面平行，用刻度尺测出木块上表面到水面的距离h1；

②，用刻度尺测出木块上表面到水面的距离h2；

③，用刻度尺测出木块上表面到水面的距离h3；

（2）已知水的密度为ρ水，利用上述测量出的物理量和已知量计算金属圆环密度的表达式：

ρ金属=。

将金属圆环轻轻放在木块上，使木块仍然漂浮，并保持木块上表面与水面相平  将金属圆环用细线拴在木块下方，使木块仍然漂浮在水面上，并保持木块上表面与水面相平，且金属圆环不与水槽接触  

ρ水  

解析：

设计该实验要用到①物体漂浮时所受重力等于浮力；

②物体所受浮力等于排开液体所受重力；

③原理法求浮力的展开式：

F浮=ρ液gV排；

④密度定义式：

ρ=

．

解：

（1）②将金属圆环轻轻放在木块上，使木块仍然漂浮在水面上，并保持木块上表面与水面相平，用刻度尺测出木块上表面到水面的距离h2，科表示出金属圆环的质量：

m=（h1-h2）sρ水；

③将金属圆环用细线拴在木块下方，使木块仍然漂浮在水面上，并保持木块上表面与水面相平，且金属圆环不与水槽接触，用刻度尺测出木块上表面到水面的距离h3，可表示出金属圆环的体积：

V=（h3-h2）s；

（2）根据密度公式表示金属圆环的密度：

ρ金属=

=

=

ρ水；

故答案为：

（1）①将金属圆环轻轻放在木块上，使木块仍然漂浮在水面上，并保持木块上表面与水面相平；

②将金属圆环用细线拴在木块下方，使木块仍然漂浮在水面上，并保持木块上表面与水面相平，且金属圆环不与水槽接触．

（2）

ρ水．

24．小明家里有一些玻璃小球，他想知道这些玻璃小球的密度多大，请你帮助小明用学过的知识测量一下玻璃小球的密度．

一、实验器材

分度值为2ml的量筒一只、塑料小杯一只、适量净水、镊子一把、抹布一块、待测玻璃小球一个．

二、实验要求

1．根据所提供的器材，设计实验方法，写出简单的实验步骤及所需测量的物理量，写出玻璃小球密度的数学表达式．（实验步骤可用图表示）

2．对上述实验方案进行简单评价．

解答：

解：

步骤：

1．在量筒内倒入适量水，并在塑料瓶内装入适量水，使其直立漂浮在量筒中，记下量筒中水面到达的刻度V1（如图A）；

2．将小球放入塑料桶

内，记下此时量筒中水面到达的刻度V2（如图B）；

3．将小球捞出放入量筒内水中，记下水面到达的刻度V3（如图C）；

如图所示：

关系式：

小球质量m=m排=ρ水（V2﹣V1）

小球的体积V=V3﹣V1

则小球的密度ρ=

=

则关系式为：

ρ=

=

评析：

该实验具有较强的课操作性，但利用该方法测量小球的质量和体积误差都较大．

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