物质密度的测量方法

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1、物质密度的测量方法河南省平顶山市卫东区田选学校　范俊奇　　一、液体的密度测量 　　（一）“等体积法” 　　1．实验器材：天平、砝码、内径较小透明玻璃杯（瓶）、抹布、胶头滴管、钢笔。 　　2．实验步骤： 　　（1）秤取空杯子的质量m0。 　　（2）在杯子中倒入适量水，秤取杯子和水的总质量m1。 　　（3）将杯子置于水平台上，用钢笔在液面处做上标记。 　　（4）将杯子中的水倒出，将杯子擦干。再在杯子中倒入待测液体，用胶头滴管使其液面到达标记处。 　　（5）用天平秤取杯子和待测液体的总质量m2。 　　3．数据处理：两种液体的体积相等，即：（m

2、1-m0）/ρ水=（m2-m0）/ρ液，所以： 　　ρ液=（m2-m0）ρ水/m1-m0 　　4．测量结果：ρ液=（m2-m0）ρ水/m1-m0 　　如果有小的玻璃瓶，如：口服液或注射用青霉素等，则可省去步骤（3），使瓶子盛满水或液体，操作更为方便，误差也更小。 　　（二）U形管法（连通器原理法） 　　对于液体，还可以借助液体压强的知识进行测量。所测液体的密度可分为是否水溶两类。水溶液体，选煤油进行匹配实验，不溶于水的可以选水匹配实验。下面以非水溶液体测密度为例说明作法。 　　1．实验器材：U形管一个、胶头滴管2支、待测液体、水或煤油（

3、视具体情况选取）、刻度尺、铁架台（附试管夹2个）。 　　2．实验步骤： 　　（1）将U形管用试管夹固定在铁架台上，底部和台面接触。 　　（2）用滴管向U形管一侧注入适量水。 　　（3）用另一滴管向U形管另一侧注入被测液体，直至两液体交界面（液片）到达管子底部中间为止。 　　（4）用刻度尺测量水柱和被测液柱高度h1、h2。 　　3．数据处理：根据连通器的原理，液体静止时，液片两侧压强相等P1=P2，即： 　　ρ水gh1=ρ液gh2  则ρ液=ρ水gh1/gh2 　　4．测量结果：ρ液=ρ水gh1/gh2       　　若用煤油匹配实验测

4、量溶水性液体密度，同理可以得到，ρ液=ρ煤油gh1/gh2 　　（三）弹簧测力计和阿基米德原理法 　　1．实验器材：弹簧秤、水、待测液体、小石块、细绳子、烧杯两个。 　　2．实验步骤： 　　（1）用细绳系住小石块，用弹簧秤称出小石块的重力G； 　　（2）将小石块浸没水中，用弹簧秤称出小石的视重G'； 　　（3）将小块浸没待测液体中，用弹簧秤称出小石块的视重G''。 　　3．数据处理：小石块在水中所受浮力F=G-G'ρ水gV石 V石=G-G'ρ水g。同理，V石=G-G''/ρ液g  所以，G-G'ρ水g=G-G''/ρ液g 则ρ液=ρ水（

5、G-G''）/（G-G'） 　　4．测量结果：ρ液=ρ水（G-G''）/（G-G'） 　　二、固体密度测量 　　（一）天平、玻璃杯法 　　该法用来测密度比水的密度大的固体的密度。 　　1．实验器材：烧杯、水、金属块、天平、抹布、细线。 　　2．实验步骤： 　　（1）往烧杯装满水，放在天平上称出质量为m1； 　　（2）用细线系住金属块轻轻放入水中，溢出部分水，擦干烧杯，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。 　　3．数据处理：金属块的质量m=m2-m3 金属块的体积V等于排

6、开水的体积 　　V=（m1-m3）/ρ水则金属块的密度ρ金=m/V=ρ水（m2-m3）/（m1-m3） 　　4．测量结果：ρ金=ρ水（m2-m3）/（m1-m3） 　　（二）弹簧秤、阿基米德定律法测密度大于水的物体密度 　　1．实验器材：弹簧秤、金属块、水、细绳。 　　2．实验步骤：（1）用细绳系住金属块，用弹簧秤称出金属块的重力G； 　　（2）将金属块浸没水中，用弹簧秤称出金属块在水中的视重G?； 　　3．数据处理：金属块的质量m=G/g，金属块在水中所受浮力 　　F=G-G'=ρ水gV石   V金=G-G'/ρ水g 则ρ金=m/V=

7、Gρ水/（G-G'） 　　4．测量结果：ρ金=Gρ水/（G-G'） 　　（三）量筒、阿基米德原理法测密度小于水的密度的物体密度 　　1．实验器材：木块、水、细钢丝、量筒。 　　2．实验步骤： 　　（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，使木块浸没水中，读出体积为V3。 　　3．数据处理：根据阿基米德原理，木块所受浮力等于它排开的水所受的重力，那么它的质量也就等于它排开水的质量。m=ρ水（V2-V1）。体积V=V3-V1 　　则ρ木=m/V=ρ水（V2-V

8、1）/（V3-V1） 　　4．测量结果：ρ木=ρ水（V2-V1）/（V3-V1） 　　（四）刻度尺、阿基米德原理法测密度大于水的密度的物体密度 　　1．实验器材：刻度尺、圆筒杯、水、小塑料杯、小石块 　　2