利用浮力测量物体密度.doc

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1、利用浮力测量物体密度第一部分典例分析利用浮力知识测定物质密度，其基本原理仍是密度公式ρ=m/V。因此，充分发挥所给实验器材的作用，利用浮力知识设法直接或间接地测定出待测物体的质量和体积，便是处理问题的切入点。一、测定固体密度利用浮力知识测定固体密度，首先要有能够对物体产生浮力的液体,此类问题中所涉及到的液体一般是密度已知的水。对于固体质量的测定，根据具体情况，一般可用以下两种方法测定：（1）将固体挂在弹簧测力计下，根据弹簧测力计测得的物重算出其质量；（2）使固体漂浮在水面，先算出固体所受的浮力，然后利用漂浮条件F浮＝G物间接求得质量。对于固

2、体体积，根据具体情况，一般也可用以下两种方法测定：（1）利用量筒（量杯）测出体积；（2）将弹簧测力计下挂的固体，一次悬放在空气中、另一次浸没于水中，先用弹簧测力计的两次示数差求得固体所受浮力，然后利用阿基米德原理F浮＝ρ水gV排间接求得体积。常见固体类问题有三种情况：(1)ρ物>ρ水：称重法(如以石块为例)[器材]：石块和细线，弹簧测力计、水、烧杯(无刻度)[面临困难]：缺少量筒，体积V不好测量。[突破思路]：将石块浸没入水中，测出F浮，由F浮=ρ水gv排=ρ水gV石，求出V石。[简述步骤（参考）]：①用弹簧测力计测出石块在空气中的重力为G

3、。　　　　②将石块浸没入水中，测出它对弹簧测力计的拉力F拉。(F浮=G－F拉)　　　　③(2)ρ物>ρ水：“空心”漂浮法(如以牙膏皮为例)[器材]：牙膏皮、量筒、水[面临困难]：缺少天平或弹簧测力计，质量m或重力G无法测出。[突破思路]：想办法使其做成空心状，使其漂浮在水面上，根据G物=F浮=ρ水gV排，只要测出V排即可。[简述步骤（参考）]：①将牙膏皮浸没在水中，用排水法测出其体积为V物。②再将牙膏皮取出做成“空心”状，使其漂浮在水面上，测出它排开水的体积V排(F浮=ρ水gV排=G物)。(3)ρ物<ρ水：漂浮法(如以木块为例)[器材]：量

4、筒、水、木块、细铁丝。[面临困难]：缺少天平或弹簧测力计，质量m或重力G无法测出。[突破思路]：同上述第(2)种，使其漂浮在水面上，根据G物=F浮=ρ水gV排，测出V排即可。[简述步骤（参考）]：①在量筒中装入适量的水，用细铁丝将木块压入水中至其浸没，用排水法测出V木。②让木块自由漂浮在水面上，用量筒测它排开水的体积V排(F浮=ρ水gV排=G物)。③二、测定液体密度这类问题中，除了待测密度的液体外，一般还有密度已知的水、及一个能分别浸在水及待测液体中的固体。处理此类问题时，一般是将“被固体排开的那部分待测液体”确定为研究对象，此研究对象的质

5、量通常由阿基米德原理F浮=G排液间接测得；其体积通常利用这部分体积与固体浸入液体中的体积相等这一关系得出。基本思路：不由求解，而用F浮=ρ液gV排求液体的密度测量涉及到浮力时，往往除测量工具外，还会给定其他辅助工具，如水和固体，我们按给定固体的性质可将液体类问题分为两类(以测牛奶密度为例)：(1)若给定固体为石块等(ρ物>ρ水且ρ物>ρ液)(下沉)：称重法。[器材]：弹簧测力计、牛奶、水、烧杯(不带刻度)、石块和细线。[面临困难]：缺少量筒，体积不好测量。[突破思路]：当物体浸没入水中和待测液中时，有：水中受到浮力：F浮=ρ水gV排=ρ水g

6、V物。待测液体中受到的浮力：F′浮=ρ液gV排=ρ液gV物，[简述步骤（参考）](大概)：①用称重法测出石块浸没在水中所受浮力F浮=ρ水gV物。②用称重法测出石块浸没在牛奶中所受浮力F′浮=ρ牛奶gV物。③(2)若给定固体为木块等(ρ物<ρ水，ρ物<ρ液)(漂浮)：漂浮法。[器材]：量筒、水、牛奶、木块。[面临困难]：缺少天平或弹簧测力计，质量m或重力G不好测。[突破思路]：由于木块放入水中或牛奶中都会漂浮，浮力都等于重力，受密度计原理启发，将木块当成一支密度计来使用。[简述步骤（参考）]：①将木块放入水中，使其漂浮，测出排开水的体积V排。

7、②再将木块放入牛奶中，使其漂浮，用量筒测出排开牛奶体积V排’。③由于浮力都等于木块重力，F水浮=F牛奶浮，ρ水gV排=ρ牛奶gV′排，第二部分巩固练习1.叶子姐姐有一只举玉手镯，她想知道手镯的密度。现在给你一个水槽和足量的水、细线、刻度尺、一个正方体衣块。(1)推导出测玉手镯密度的数学表达式；(2)说明测量步骤。(配图说明)2.某校地质小组的同学们，需测量一种矿石的密度。现有器材：小矿石块、天平(含砝码)、一个烧杯、足量的水、细线。请你利用上述器材帮助他们设计出两种测量该矿石密度的实验方案。(1)写出其中一种方案的实验步骤及矿石密度的表达式

8、(用测量量和已知量表示)(2)简述另一种方案的步骤；(3)对两种方案的可操作性或误差进行简单评估，写出一条即可。3.暑假时爸爸给小娜带回来一个椰子，小娜感觉椰汁十分可口，她想这椰