物质密度测量方法多样化的设计.doc

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1、物质密度测量方法多样化的设计福州时代中学蔡文祥物质密度是一个应用十分广泛的物理概念，是对质量认识的进一步延伸，是对物质世界认识的进一步探索。物质密度的测量更是初中物理一个重要实验，由于其牵涉知识面广，因而物质密度测量方法常常灵活多变，有较强的探究性和开放性。本文试通过阐述物质密度测量方法设计的多种思路，以利于教学和学生逻辑思维的训练。一．根据密度的定义式测物质密度。这也是最常用的测物质密度的方法，由物质密度的定义式ρ=出发，要测得物质密度ρ，必须得先测量出待测物质的质量m和体积V，代入公式计算得出物质密度ρ。（一）提供天平测物质密度

2、。1．测固体物质（如铁块）密度。设计思路：根据ρ=，铁块质量m可用天平直接测。测体积时，⑴若铁块形状规则（如长方体）的则可选用刻度尺量出待测铁块长a、宽b、高h，由体积公式计算得出V=abh；⑵若铁块形状不规则时，则可选用量筒和适量的水，先在量筒中装适量的水并记下示数V1，再将铁块浸没水中，记下量筒的示数V2，可得铁块的体积V=V2—V1。对于⑴实验步骤：①用天平测出铁块的质量m；②用刻度尺量出待测铁块长a、宽b、高h。因此需提供的实验器材：天平、刻度尺、被测长方体铁块，则被测铁块密度的最终表达式ρ==。对于⑵实验步骤：①用天平测出

3、铁块的质量m；②在量筒中装适量的水并记下示数V1，③将铁块浸没水中，记下量筒的示数V2。需提供的实验器材：天平、量筒、足量的水、被测铁块，则被测铁块密度的最终表达式ρ==。2．测液体物质密度。设计思路：根据ρ=，测质量用天平时要借助烧杯辅助，即用天平先测出装有一定量被测液体的烧杯的质量m1，将被测液体部分倒入量筒中，记下量筒的示数V，再测出剩余被测液体和烧杯的质量m2。实验步骤：①用天平测出装有一定量被测液体的烧杯的质量m1；②将烧杯中被测液体适量倒入量筒中，记下量筒的示数V；③用天平测出剩余被测液体和烧杯的质量m2。需提供的实验器

4、材：天平、量筒、烧杯、被测液体，则被测液体的密度的最终表达式为ρ==。以上的方法若没有天平，也可用弹簧测力计代替，其设计思路是：根据ρ=，用弹簧测力计测出被测物质的重力G，根据G=mg求得m=，体积测量方法同上，因此得到被测物质密度的最终表达式依次是ρ==、ρ=或ρ=。（二）利用阿基米德原理测物质密度1．利用阿基米德原理间接求出物质的体积。如：提供弹簧测力计、空瓶、足量的水、细线测小石子的密度。设计思路：根据ρ=，有弹簧测力计，测小石子的质量是不成问题，关键在考虑如何测小石子的体积V，没有量筒，小石子的体积V肯定不能直接测，只能间接

5、去求，回顾已学过的物理知识，与体积V有关的只有阿基米德原理F浮=G排=ρ水gV排，而这里的V排是排开水的体积，要让V排与小石子的体积V有关（最好是相等）必须使小石子浸没在水中，这样只要能用实验中提供的器材测出小石子浸没在水中受到的浮力，问题就解决了。其设计思路流程可用以下表示：mV=V排==浸没ρV实验步骤：①将小石块用细线系着，用弹簧测力计测出小石块的重力G；②把小石块浸没入装有适量水的瓶子中（不要接触瓶子底部），读出此时弹簧测力计的示数F拉。则被测小石子的密度的最终表达式为ρ==ρ水。2．利用阿基米德原理间接求出物质的质量。如：

6、提供量筒、足量的水测小玻璃瓶玻璃的密度。设计思路：根据ρ=，有量筒和足量的水，测小玻璃瓶的体积是不成问题，关键在考虑如何测小玻璃瓶的质量m，没有天平，小玻璃瓶的质量m肯定不能直接测，只能间接去求，要间接求必须要寻找与质量m关系最为密切的物理量，这个与小玻璃瓶质量m关系最为密切的物理量非小玻璃瓶重力G莫属，而实验器材中又没有提供弹簧测力计，提供的是量筒、足量的水，这样与小玻璃瓶重力G相关（最好是相等）的只能是小玻璃瓶在水中受到的浮力F浮了（最好是漂浮G=F浮），这样能否使小玻璃瓶在水中漂浮并测出此时受到的浮力F浮是解决问题的关键，使小

7、玻璃瓶在水中漂浮只要让小玻璃瓶开口向上轻放入装有适量水的量筒中即可，而由阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排有量筒能测得F浮。其设计思路流程可用以下表示：漂浮==ρ水（V2—V1）mρVV3—V1实验步骤：①在量筒中装适量的水，并记下量筒中水的示数V1；②将小玻璃瓶开口向上轻放入量筒中，使之漂浮，记下量筒中水的示数V2；③将小玻璃瓶浸没入量筒中（瓶内空气要完全排出），记下此时量筒中水的示数V3。则被测玻璃密度的最终表达式为ρ==ρ水。如提供的器材为：量筒、足量的水要测橡皮泥的密度。其设计思路大致同上，不同之处在于测质量时将橡皮泥捏成碗

8、状，轻放入装有适量水的量筒中使之漂浮；测体积时将橡皮泥揉成团状使之浸没。因此实验步骤：①在量筒中装适量的水，并记下量筒中水的示数V1；②将橡皮泥捏成碗状，轻放入装有适量水的量筒中使之漂浮，记下量筒中水的示数V2；③将橡皮泥揉成团状使之