初中物理中测量物质密度的方法探讨

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1、万方数据V01．27No．361(S)11．2009．76．物理教学探讨JournalofPhysicsTeaching第27卷总第361期2009年第11期(上半月)初中物理中测量物质密度的方法探讨张启宇重庆市第八中学，重庆市沙坪坝区zL00030摘要：密度测量是初中物理实验考查的一种常见题型，因使用的器材不同，所用原理、方法也不同，再加上这部分题目比较灵活。开放性较强。学生感觉难度较大，因此本文就一些常见方法做一些探讨：利用密度的定义、压强的有关概念、浮力的有关概念和杠杆平衡的条件等方法测密度。关键词：密度；测量；方法中图分类号：G633．7文献标识码：A文章编

2、号：1003—6148(2009)1l(S)一0076—3密度是物质的重要特征之一，它的应用非常广泛，所以测量物质的密度就显得十分重要。测量物质密度时，因使用的器材不同，所用原理、方法也不同，再加上这部分题目比较灵活，开放性较强，因此，这类问题常作为训练学生的创造性思维的内容，出现在各种练习卷及物理竞赛中。而学生在掌握这些问题时往往感觉无从下手，在此，为了让学生更好地学习和掌握物质密度的测量方法，笔者对此做了一些梳理，从而可使学生做到以不变应万变，掌握物质密度的测量方法。1利用密度的定义。测物质的密度根据密度的定义：某种物质单位体积的的质量，叫做这种物质的密度。即l

3、D—m／v，只要我们测量出了物质的质量和体积，就可以测量出物质的密度了。这种方法是测物质的密度的最基本方法，也是初中必须掌握的一种方法，采用这种方法的题目的特点是题目中都会有直接(问接)测量质量和体积的工具。例l如何用天平、水、量筒、细线测出一金属块的密度?(或用天平、烧杯、量筒来测某种液体的密度)分析从例题要求看，目的是测出金属块的密度。而测量工具有天平(可用它来测量金属块的质量)，水和量筒(可用来测量金属块的体积)。则可根据密度公式(1D—re／V)求出此金属块的密度。解(1)调节好天平，用天平测出金属块的质量垅；(2)将量简中装入适量的水并记下水的体积Vl；(

4、3)用细线系住金属块，将它完全浸没在量筒中水里并记下此时水的体积V2；则物体的体积V—Vz—Vl。(4)利用密度公式(1D—re／V)求出金属块的密度。2利用压强的有关概念测密度例2用U型管、刻度尺、水，测油的密度。分析由液体压强的计算公式P=』Di臣gh可知：液体产生的压强跟液体的密度有关，因此，这为测密度又提供一种原理。但因压强不容易测出，故需用已知密度的液体，使它与待测液体产生的压强相等，即：』D。gh。=l口29h。，只需测得液体深度。根据上述原理测密度的基本器材是U型管，但用其它适当器材也行。解测量装置如图l所示，其具体测量方法如下：(1)从U型管两边端口

5、分别倒人适量的水和待测液体；(2)用刻度尺分别测出各液面到两液体分界面的高度为：hl、h2。图1(3)计算：陬ghl—P液gh2，．‘．1D液=lD水hl／^i。3利用浮力的有关概念测密度浮力是初中物理中很重要的知识，它的一个重要的应用就是利用浮力的相关知识帮助我们测量物质的密度，具体应用可以体现在下面几个方面。3．1利用浮力的测量方法间接测量物体密度例3请用弹簧秤、细线、烧杯和足量的水测出一金属块的密度?分析该题目中不难利用弹簧秤测量出金万方数据第27卷总第361期2009年第11期(上半月)物理教学探讨JournalofPhysicsTeachingV01．27

6、No．361(S)11．2009．77．属块的重力而得到物体的质量，但是没有直接测量物体体积的工具，因此难点就在物体的体积。而根据阿基米德定律：F浮一陬gK，及浮力又等于物体在空气中和浸没在液体中的视重差，即F浮一G—G7，从而通过计算浮力，求得密度。本例的特点就是利用浮力突破物体体积这一难点。从以上分析中，我们不难得出解决这个题目的方法。具体步骤如下：(1)用细线和弹簧秤测出此金属块的重量为G；(2)将金属块浸没在水中，悬吊在弹簧秤下端(不碰到杯底)，测出此时弹簧秤的示数为G7；(3)根据称重法测物体所受到的浮力：F浮一G—G7，而根据阿基米德原理可知：由于浸没，

7、物体体积V：‰：』已一—G--—G"，尸术gP水g则金属密度：mG胪可2一yg2GE--里Gp■lD水g6G一万=可。P水。3．2利用漂浮在液面上的物体，所受重力与浮力相平衡这一原理，测物质密度例4给你足够的水及一只量筒，怎样测定小瓷酒杯的密度(酒杯的直径小于量筒的直径)请写出主要实验步骤及密度表达式(用实验所测得物理量表示)(南京市中考试题)。分析通常测物体密度的方法是：用天平测物体的质量，用量筒测出物体的体积，本题中没有给天平，只给出水和量筒。而由题目中的条件不难想到如何测量物体的体积，难点就在于物体的质量。但是根据题意，联系实际可以知道酒杯可以漂浮在水面上