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测量密度的原理
测量密度的原理:
原理:
由密度公式____________可知,要测量某种物质的密度,需要测量由这种物质构成的物体的质量的体积。
测量方法:
1.形状规则的固体:
质量可用天平测量m,体积v可直接用刻度尺测长、宽、高等,并利用体积公式算出,如正方体的体积V=a3,圆柱体的体积V=πr2h,长方体的体积V=abc,根据求得密度。
2.形状不规则的固体〔不溶于水〕:
〔1〕体积可用“排水法”间接测出
〔2〕质量可用天平测量
①先在量筒中倒入适量水,读出水的体积V1(水的多少以刚好淹没固体为宜。
水过多,放入固体后液面会超过量程;水过少,不能淹没固体)
②将固体用细线拴住慢慢放人量筒内水中,并使其全部淹没,此时读出水与固体的总体积V2
③由V=V2-V1,得出固体体积。
最后根据求得密度。
Ⅰ方法一:
天平量筒法
例:
有一块形状不规则的石块,欲测量它的密度,所需哪些器材并写出实验步骤,并表示出测量的结果。
分析:
用天平和量筒测定密度大于水的物质的密度,可用排水法测体积。
实验原理:
_________________
实验器材:
天平〔砝码〕、量筒、烧杯、滴管、线、水、石块
实验步骤:
〔1〕用调好的天平测出小石块的质量m,并记录在表格中;
〔2〕在量筒中倒入适量的水,用量筒测出筒中水的体积V1并记录在表格中;
〔3〕用细线栓好小石块,手提细线,将石块浸没在量筒的水中,用量筒测出水和石块的总体积V2并记录在表格中;
石块的质量m/g
水的体积V1/cm3
石块和水的总体积V2/cm3
石块的体积V=(V1-V2)/cm3
石块的密度ρ/kg·m-3
〔4〕实验结论:
___________________________计算石块的密度ρ并记录在表格中
Ⅱ方法二:
助沉法
〔1〕沉锤法
例:
有一块形状不规则的蜡块,欲测量它的密度,所需哪些器材并写出实验步骤,并表示出测量的结果。
分析:
用天平和量筒测定密度小于水的物质的密度,可用助沉法测体积。
实验原理:
_____________
实验器材:
天平〔砝码〕、量筒、烧杯、滴管、线、水、蜡块、铁块。
实验步骤:
〔1〕调节天平
〔2〕用调节好的天平,测出蜡块的质量m,并记录在表格中;
〔3〕在量筒中倒入适量的水,如图甲将蜡块和铁块用细线拴好,先将测铁块没入水中,测出水和铁块的体积V1,并记录在表格中;
甲乙
〔4〕再将蜡块浸没在水中,如图乙。
〔助沉法〕测出水、石块、蜡块的体积总体积V2;
石块的质量m/g
测出水和铁块的体积V1/cm3
测出水、铁块、蜡块的体积总体积V2/cm3
蜡块的体积V=(V1-V2)/cm3
蜡块的密度ρ/kg·m-3
ρ并记录在表格中.
注意:
物质的密度比水小,放在量筒的水中漂浮,不能直接用量筒测出体积。
例题中采用的方法是助沉法中的沉锤法,还可以用针压法,即用一根很细的针,将物体压入量筒的水中,忽略细针在水中占据的体积,则可用排水法直接测出物体的体积了。
〔2〕针压法
1〕用天平测量木块的质量m
2)读出量筒中水的体积v1
3)用针将木块压入水中
4)读出水和木块的总体积v2
5〕木块的密度_________________________
溢水法:
1.质量可用天平直接测量;
2.体积由于形状不规则且不能直接放入量筒中,所以用溢水杯借助于排水法测量。
没有量筒,小明用装水的烧杯和天平也能测出小矿石的密度,请帮小明写出实验的步骤并用测量量表示出测量结果
〔1〕用天平测小矿石的质量m1,并记录在表格中;
用天平称小烧杯质量m2,并记录在表格中;
小矿石用细线拴好,将其完全浸没在盛满水的溢水杯中,并用小烧杯收集溢出的水。
用天平称出收集水后小烧杯和水的总质量m3并记录在表格中;
m2
〔2〕用天平测小矿石的质量m1,并记录在表格中;
再用天平测出装水的烧杯的质量m2,并用笔在水面做标记
将水倒出,把小矿石放入装水的烧杯中,再加水至标记处,测出总质量m3,并记录在表格中;
小矿石的密度ρ_________________________并记录在表格中
有量筒、无天平、大水槽、小烧杯、水,滴管如何测小石子的密度,请帮写出实验的步骤并用测量量表示出测量结果〔曹冲称象原理〕
〔1〕将装有小石子的小烧杯放在大水槽中,使其竖直飘浮静止不动,用记号笔标出小烧杯与液面相平处
〔2〕取出小石子,用滴管向小烧杯里滴水,使其标记处再次与液面相平,将小烧杯中的水倒入量筒里,用量筒测出水的体积v1,并记录在表格中
〔3〕用细线拴好小石子,将小石子浸没在量筒里的水中,测出体积v2,并记录在表格中
〔4〕用公式_______________计算出小石子的密度_______________
思考:
无天平、无量筒、大水槽、滴管、小石子、记号笔、小烧杯、细线
如何测小石子的密度。
写出实验步骤,写出小石子密度表达式。
测量液体的密度
实验原理:
_____________
实验器材:
天平〔砝码〕、量筒、盛有盐水的烧杯。
实验步骤:
〔1〕调节天平;
〔2〕在烧杯中倒入适量的待测液体,用天平测烧杯和液体总质量m总;并记录在表格中
〔3〕将烧杯中的液体倒入量筒中一部分,用天平测量烧杯和剩余液体的总质量m余;并记录在表格中
〔4〕记录倒入量筒中的一部分液体的体积V;并记录在表格中
〔5〕根据密度公式_____________计算盐水的密度。
3.实验记录表格:
杯和液体的质量m总/g
杯和剩余液体的质量m余/g
量筒中液体的质量m/g
量筒中液体体积V/cm3
液体的密度ρ/kg·m-3
〔4〕实验结论:
___________________________计算石块的密度ρ并记录在表格中
其它方法〔1〕其它方法〔2〕
用天平测空杯质量m1.用天平测量杯和液体质量m1
将杯中装一定量某液体,用天平测总质量m2,读量杯内液体的体积v
将杯中该液体全部倒到量筒中,读量筒内液体的体积v将液体全部倒出用天平测量空量杯质m2.
1)液体密度_____________________1)液体密度_____________________
2)测量结果偏大〔因为体积偏小〕2)测量结果偏小〔因为质量偏小〕
没有量筒,只有天平和水,烧杯及待测液体,请写实验步骤和结论
m1
2、烧杯中盛满水,用天平测出烧杯和水的总质量m2
3、将烧杯中再盛满待测液体,用天平测出烧杯和待测液体的总质量m3
4、最后利用V水=V待测液,求出待测液的密度_________________________
利用天平和量筒测量不规则形状石块的密度,列实验步骤是:
A.用天平称出石块的质量
C.在量筒内倒入适量的水,记下量筒内水的体积V1
D.用细线系住石块,浸没在盛水量筒内,记下石块和水的体积V2
在用天平和量筒测量一小块大理石密度的实验过程中
〔l〕使用托盘天平前要对天平进行调节,步骤如下:
①组装好天平,把天平放在_____________工作台面上;
②把游码置于标尺左端的_____________处;
③调节天平的平衡螺母,使天平横梁水平平衡。
〔2〕实验过程:
用调好的天平测大理石的质量,当右盘中所加祛码和游码位置如图甲所示时,天平平衡,则此大理石的质量是g。
在量筒内装有一定量的水,该大理石放人前、后的情况如图乙所示,则大理石的体积是_____________cm3,此大理石的密度是_____________kg/m3。
〔3〕大理石放在水中时会吸水,由此判断,用此测量方法测得的密度值与它的真实值相比_____________〔选填“偏大”、“偏小”或“一样大”〕。
原因是:
____________________________________________________.
〔1〕水平零刻度〔或“0”×103〔3〕偏大。
大理石放在水中时会吸水,由此判断,用此测量方法测得的它的体积会偏小,质量是不变的,所以密度值与它的真实值相比偏大。
二、测量密度的实验原理及实验器材
1.实验原理
2.测量仪器:
天平、量筒
3.测量对象:
三、测量液体的密度
实验步骤:
〔1〕调节天平;
〔2〕在烧杯中倒入适量的待测液体,用天平测量烧杯和液体的总质量m1;
〔3〕将烧杯中的液体倒入量筒中一部分,用天平测量烧杯和剩余液体的总质量m2;
〔4〕记录倒入量筒中的一部分液体的体积V;
〔5〕根据密度公式_____________计算盐水的密度_____________。
假设先测空烧杯质量,再把水倒入量筒中时,总会有水残留,测量体积偏小,则密度偏大。
用天平和量筒测量盐水密度的实验:
〔1〕在使用托盘天平前要对天平进行调节.按正确的顺序将以下各步骤前的字母排列________.
A.组装好天平,把天平放在水平台面上.B.调节天平的平衡螺母,使天平横梁水平平衡.
C.把游码置于标尺的零刻线处.
〔2〕实验所依据的公式是_____________.
〔3〕实验过程:
a.在玻璃杯中盛上盐水,放在调节好的天平左盘上称量,当天平重新平衡时,读出砝码和游码的读数为130.2g.〔已填入表2中〕
b.把玻璃杯中的盐水倒入量筒中一部分,如图14,记下量筒中盐水的体积并填入表2中.
c.把玻璃杯和剩余盐水放在天平左盘上称量,当天平重新平衡时,所用砝码和游码位置如图15所示,将玻璃杯和剩余盐水的质量填入表2中.
d.计算出盐水的质量和密度,填入表2中.
表2
玻璃杯和盐水的质量
玻璃杯和剩余盐水的质量
量筒中盐水的质量
量筒中盐水的体积
盐水的密度
物理实验:
只有天平,没有量筒,借助水来测量密度的实验
没有量筒,只有天平怎么测固体密度
方法一:
1.称出空烧杯的质量,记为m
2.称出固体的质量为m'
4.将固体放入烧杯,用烧杯接溢出的水,记为m''
5.用公式v=m''/p水求出溢出水的的体积,即固体的体积。
6.用公式p=m'/v求出固体的密度。
方法二:
1.称出石头的质量为m
2.向烧杯里加一些水,称出质量记为m2,标记一下该位置
3.将固体加入水中,水会上升一些,标记一下该位置。
4.取出固体,加入水,一直加到刚刚第三步标记的位置。
5.称出质量,记为m3
6.则可由公式得比例式:
p石/p水=m石/m水,则p石=m石*p水/m水,
即p石=10m*/〔m3-m2〕
提出问题:
如何只利用天平借助水来测量未知液体的密度。
实验器材:
天平,烧杯,水。
实验步骤:
〔1〕取两只相同的烧杯,测出一只烧杯的质量m1,并记录在表格中
〔2〕加水至一定刻度,测出此时质量m2,并记录在表格中
〔3〕用另一只烧杯加未知液体至相同刻度,测出此时质量m3并记录在表格中
〔4〕〔4〕实验结论:
___________________________计算石块的密度ρ并记录在表格中.
ρ=m3-m1/m2-m1.
没有天平,有量筒,水,烧杯,如何测出固体的密度
现有一架天平、一个空烧杯、适量的水、石块、细线、待测液体。
小红想利用上述器材测量待测液体的密度,以下是她设计的实验步骤,请你补充完整。
〔1〕向烧杯中倒入适量的水,用调节好的天平称出烧杯和水的总质量m1;
〔2〕如下图,用细线拴住石块,使其全部浸没在烧杯的水中〔水未溢出〕,且不与容器相接触。
在右盘中增减砝码,并调节游码,测出天平平衡时砝码的质量和游码对应数值的总和为m2;
〔3〕将烧杯中的水全部倒净,再倒入适量的待测液体,用天平测出其总质量为m3;
〔4〕____________________。
在右盘中增减砝码,并调节游码,测出天平平衡时砝码的质量和游码对应数值的总和为m4;
〔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待测液体密度的表达式为:
_________________。
〔4〕再将栓好的石块浸没在未知液体中,如图22所示。
〔5〕
〔4〕根据与第一次测量相同的思路,可以得出需要进行的步骤为:
再将拴好的石块浸没在未知液体中〔液体不溢出〕,且石块不接触容器;
〔5〕由第一次测量可知,物体所受的浮力与砝码增加的重力相等,所以得ρ水gV石=〔m2-m1〕g,
则V石=
,
同理,由第二次测量可得,ρ液gV石=〔m4-m3〕g,将石块的体积代入整理得,ρ液=
故答案为:
〔4〕再将拴好的石块浸没在未知液体中〔液体不溢出〕,且石块不接触容器;
(5)ρ液=
?
ρ水.
对于用天平、量筒测某种液体的密度来说,其实验步骤的安排有如下三种
方案一:
A.用天平称出烧杯的质量m1;
B.用烧杯取适量的被测液体称出总质量m2;
C.将烧杯中的液体倒入量杯中,读出液体的体积V;
D.用公式算出液体的密度ρ液
方案二:
A.在烧杯中盛被测液体,称出它的质量m1;
B.把烧杯中的液体倒入量筒中一部分,记下量筒中的液体体积V;
C.称出烧杯及杯中剩下液体的质量m2;
D.用公式计算液体的密度ρ液
方案三:
A.将适量的液体倒入量筒测出体积V;
B.用天平测出空烧杯的质量m1;
C.再将液体倒入烧杯,放在天平上测出总质量m2;
D.用公式计算液体的密度ρ液
〔1〕三种方法中最恰当的是方案二
〔2〕按最恰当的方法进行实验,试用实验步骤中给定的数据表示这种液体的密度值:
ρ液=
m1-m2
v
.
(3)其他方案的缺陷是:
方案一,测出的液体的体积偏小,三,测出的液体的质量偏小.
解:
〔1〕方案一是先测量空烧杯的质量,再测量空烧杯的总质量,再测量液体和烧杯的体积,此种做法方会使一部分液体留在烧杯壁,从而使测出的液体的体积偏小;
方案三是先测量液体的体积,再测量烧杯与液体的总质量,再测量液体和烧杯的总质量,此种做法方会使一部分液体留在量筒壁,从而使测出的液体的质量偏小;
故答案为:
方案二.
〔2〕根据密度的计算公式计算:
ρ=m/v可知这种液体的密度值:
ρ液=〔m1-m2〕/v.
液体密度的测量方法:
根据液体的密度的计算公式ρ=m/v
可知需要测量的物理量是m和v,m用天平测量、v用量筒测量.但液体的质量不能直接用天平测量,必须分两步.那么究竟是先测量质量呢还是体积呢?
不同的方法会对测量结果造成什么影响呢?
有一块火山石可以漂浮在水中,小王用天平、量筒和水等器材测量这块火山石的密度,实验步骤如下:
①用天平测出石块的质量m,天平的示数如图;
②向量筒中倒入V1=60mL的水;
③用细线系住石块,放入量筒,用铁丝将其压入水中足够长时间,水面到达65mL处;
④取出石块,水面降到了V3=58mL处;
⑤小王认为石块体积测量不够准确,石块的体积应该包含材质和其中空隙部分的体积,于是又向量筒中加水到60mL处,将刚刚取出的石块外表吸附的水清除后,再次没入量筒的水中,此时水面到达V4=66mL处。
请解答下面问题:
〔1〕该实验原理为_____________〔用物理符号表示〕。
〔2〕在步骤④中,水面未回到60mL处的原因是________________________。
〔3〕请你根据小王的实验思路,将有关数据及计算结果填入以下表格空白处.
〔4〕观察表格设计,请你指出其中存在的两处不足〔相同类型的不足点只写一条〕
①________________________;②________________________。
〔1〕
〔2〕火山石块吸收了2mL的水〔3〕4.8g6cm3 3 〔4〕①体积没有标注单位②实验次数太少
【解析】试题分析:
在固体和液体密度时主要是利用了密度的计算式
来测量的,只要测出物体的质量和体积就可以算出密度。
质量可以利用天平来测量,液体可以直接利用量筒测量,固体一般可以利用排液法,此题中就是使用了排液法。
由于火山石中间有孔,放入水中,水要进入孔,使测得的体积比火山石整个体积要小。
要测出含孔的火山石的密度就要测出测含孔火山石的体积,本实验中先把火山石放入水中吸水,孔内填满水,此时填的水和石头当作是一个整个,再利用排水法就可以测出含孔的火山石的体积了。
在实验数据表格中要包含所需要测量的物理及单位,此题表格中没有单位。
另外为了减小实验误差,还要进行多次测量求平均值,所以此题的表格设计还缺少多次实验。
【题文】某兴趣小组测量一种易溶于水且形状不规则的固体颗粒物质的密度,测量的部分方法和结果如下图。
⑴该实验的测量原理是_____________。
⑵用调节好的天平测量适量小颗粒的质量。
当天平平衡时,右盘中的砝码和游码位置如图甲所示,则称量的颗粒的质量是 g。
⑶因颗粒易溶于水,小组的同学采用图乙所示方法测量体积,所称量的颗粒的体积是 cm3。
⑷在C步操作中,假设摇动不够充分,铁砂未充满颗粒的空隙,则测出的值比实际密度偏 〔填“大”或“小”〕。
【解析】
试题分析:
测量颗粒的质量和体积,根据密度公式求出颗粒的密度.
颗粒的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值.
颗粒的体积等于颗粒和铁砂的总体积减铁砂的体积.
如果铁砂没有充满颗粒空隙,会造成总体积增大,求得颗粒的体积增大,质量不变,密度偏小.〔1〕测量颗粒密度的原理是:
.
〔2〕颗粒的质量:
m=100g+50g+10g+5g+3g=168g.
〔3〕颗粒的体积:
V=160ml-90ml=70ml=70cm3.
〔4〕假设摇动不够充分,铁砂未充满颗粒的空隙,会造成总体积增大,求得颗粒的体积增大,质量不变,密度偏小.
考点:
此题考查固体的密度测量实验、质量的测量与天平、量筒的使用
下面是小方设计的“测食用油密度”的实验方案:
用天平测出空烧杯的质量m1,向烧杯内倒入适量食用油,再测出烧杯和食用油的总质量m2,然后把烧杯内的食用油全部倒入量筒内,读出量筒内食用油的体积V1,根据他的设计,答复下面的问题:
〔1〕按该实验方案进行测量,食用油密度的表达式是__________,上述实验方案存在的问题是误差较大,试分析产生误差较大的主要原因____________________________________;
〔2〕请将上述实验方案进行改良并补充填写实验内容于下表,并将图中实验的数据及测量结果填入表中对应的下一行。
〔1〕
;实验中不能将所有液体全部倒入量筒中,导致被测食用油的体积偏小,误差较大
〔2〕
学校实验小组同学要测一小块砖的密度,所用器材有:
天平〔砝码〕、量筒、水、细线。
〔1〕写出实验原理_______________________;
〔2〕请你用画简图的方法描述实验过程____________________________;
〔3〕请你对实验过程中产生误差的主要环节进行分析,并提出改良意见______________________。
方法〔一〕:
〔1〕ρ=m/V
〔2〕
〔3〕产生误差的环节:
测砖体积时,由于砖吸水,测得体积偏小,导致所测密度偏大;
改良:
测完砖质量后,先让砖吸足水,再测砖体积。
〔将水换作细沙、砖外表刷油漆、用保鲜膜将砖包裹后测体积也可〕
方法〔二〕:
〔1〕ρ=m/V
〔2〕
〔3〕产生误差的环节:
测砖体积时,由于砖吸水,测得体积偏小,砖吸水,所测质量偏大;
改良:
先测质量,再测体积,测体积时先让砖吸足水。
〔将水换作细沙、砖外表刷油漆、用保鲜膜将砖包裹后测体积也可〕
为了测牛奶的密度,小红设计了一个实验,她用到的实验器材有天平、砝码、一个小烧杯、一根皮筋儿和适量的水.主要实验步骤如下:
a.将皮筋套在烧杯上,标记液面位置.
b.在烧杯中加适量的牛奶,使液面正好到达标记位置,测出烧杯和牛奶总质量m3.
c.测出空烧杯的质量m1.
d.将烧杯中水倒出,把烧杯擦拭干净.
e.在烧杯中加入适量的水,测出烧杯和水的总质量m2.
〔1〕以上实验步骤的正确顺序是______.
〔2〕根据以上测量的物理量,写出计算牛奶密度ρ的表达式是______.
首先测量空烧杯的质量m1.
然后倒入适量的水,测出烧杯和水的总质量m2,则水的质量为m2-m1;
为使牛奶的体积与水的体积相等,在水面出做标记,倒出水,把烧杯擦干净,并倒入牛奶,使牛奶面恰好到达标记处,则V牛奶=V水=
=
;并测出烧杯和牛奶的总质量m3,则m牛奶=m3-m1;所以ρ=
=
=
.故答案为:
〔1〕ceadb;〔2〕ρ=
.
某同学为测量“花花牛”牌牛奶的密度,用天平、玻璃杯、量筒等器材,设计了如下实验方案:
A、用天平称出玻璃杯的质量m
B、将适量牛奶倒入杯中
C、用天平称出玻璃杯和牛奶的总质量m
D、将杯中牛奶倒入量筒中,测出牛奶的体积V
E、计算牛奶的密度ρ=〔m2-m1〕/V
〔1〕你认为这个方案有什么缺点?
〔2〕请你提出改良这个实验的方法.
〔3〕如下图为用天平测玻璃杯质量时所加砝码和游码位置情况.则玻璃杯的质量为______g.
〔1〕按原顺序,在将液体从烧杯倒入量筒时,烧杯壁粘牛奶,使所测体积偏小,密度偏大.
故答案为:
测牛奶的体积时有较大的误差,有些奶粘在杯壁上.
〔2〕为防止〔1〕种情况出现,先测牛奶和烧杯总质量,再将牛奶倒入量筒,测剩余的烧杯牛奶的质量
故答案为:
将试验重新排序即可:
BCDAE
〔3〕烧杯质量=砝码质量+游码对应质量,即:
20g+10g+3g=33g,故答案为:
33
小丽放学回家后在厨房发现一瓶酱油和醋,那酱油和醋的密度谁的更大呢?
于是她决定到学校向老师借实验器材,来测定它们的密度.
〔1〕测定酱油和醋的密度分别采用了方案A和方案B,如表:
就上述两种实验方案,方案______测量更精确,因为在另一种方案中物理量______的测量值误差较大,使测得的密度值偏______〔选填“大”或“小”〕.
〔2〕好动脑筋的小丽觉得,这两种方法测量液体密度太烦琐,她决定用天平〔带砝码〕、薄壁圆柱形烧杯〔质量为20g,底面积为20cm2〕、刻度尺来自制一种能直接测量液体密度的仪器,实验步骤如下:
第一步:
在水平桌面上调平天平;
第二步:
在天平的左盘放上烧杯,在右盘放入120g的砝码并保持不变;
第三步:
将待测液体倒入烧杯中,直到天平横梁平衡〔如图〕;
第四步:
量出液体在烧杯中的高度并根据推导标出对应的密度值;
答复以下问题:
1、假设将某液体倒入烧杯至B点,此时天平恰好平衡,量得B点高4cm,则该液体密度为______g/cm3.
2、将另一种液体倒入烧杯至A点,此时天平恰好平衡,如图,ρA______ρB〔填“>”“=”“<”〕;烧杯上刻度是______的〔均匀/不均匀〕.
3、写出液体密度ρ与液体在烧杯中深度h的关系式______;
4、小丽觉得该仪器还存在许多不足,请提出一条改良意见______.
〔1〕方案B先测空烧杯的质量,将烧杯中的液体倒入量筒测液体体积,会有液体粘在烧杯壁上,导致测出的体积V偏小,计算出的密度偏大.正确做法是先测烧杯和液体总质量,再将液体倒入量筒测体积和烧杯及烧杯上粘的液体的总质量容器质量.所以方案A更精确.
故答案为:
A,V,大.
〔2〕1.因为烧杯质量为20g
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