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用特殊器材测物质密度

 昵称3826483 2012-04-29
 

一、用天平测密度

 

1给你一台已调好的天平(带砝码)和一个盛满水的烧杯,只用这些器材(不使用任何其他辅助工具)去测一堆金属粒的密度。要求写出实验步骤和计算金属粒密度的表达式。

 

解析:金属粒的质量可用天平直接测出。由于无量筒,金属粒的体积无法直接测出,但想到将金属粒放入盛满水的烧杯中,溢出水的体积等于金属粒的体积,因此只要用天平间接测出溢出水的质量即可。

 

1)实验步骤 用天平称出适量金属粒的质量m1用天平称出盛满水的烧杯的质量m2把金属粒放入盛满水的烧杯中,有部分水溢出,称出烧杯、剩余水和金属粒的总质量m3

 

2)金属粒密度的表达式  

 

二、用量筒或量杯测密度

 

2现有实验器材:一些碎玻璃、装果冻用的塑料小盒子(重忽略不计)、量杯一个、足量的水。仅用这些器材,请你设计一个测量玻璃密度的实验方案。要求:(1)写出实验步骤,并用字母把要测量的物理量表示出来;(2)用测量的量把玻璃的密度表示出来。

 

解析:碎玻璃的体积可用量筒直接测出,但不能直接测出质量。碎玻璃放入水中是下沉的,若碎玻璃在水中漂浮,则G玻璃=FgV。于是可将碎玻璃放在装果冻的塑料小盒子里来实现其漂浮状态,然后用量筒间接测出排开水的体积即可求出玻璃的质量。

 

实验步骤:用量杯装适量的水,记下此时的示数V1

 

用装果冻小盒子装适量的碎玻璃后,轻轻放入盛水的量杯中,让其漂浮,记下此时的示数V2

 

将塑料小盒子从量杯中取出,然后记下此时的示数V3

 

将塑料小盒子中的碎玻璃全部倒入量杯中,记下此时的示数V4

 

表达式

 

三、用测力计测密度

 

3请你用弹簧测力计、烧杯、水、细线,设计出一种测鸡蛋密度的方案。写出:实验步骤;鸡蛋密度的表达式。

 

解析:用弹簧测力计可测出鸡蛋浸没在水中所受的浮力F=GF,根据阿基米德原理F=GgVgV可求出鸡蛋的体积再根据公式求出鸡蛋密度。

 

实验步骤:用弹簧测力计称出鸡蛋在空气中的重G

 

用弹簧测力计称出鸡蛋完全浸没在水中所受的拉力F

 

表达式

 

四、用简易密度计测密度

 

小明家买的某种品牌的牛奶喝着感觉比较稀,因此他想试着用学过的知识测量一下这种牛奶的密度。他先上网查询了牛奶的密度应该为1.03g/cm3,然后他找来一根粗细均匀的细木棒,在木棒的表面均匀地涂上一层蜡,并在木棒的一端绕上一段金属丝(体积不计),做成一密度计,小明又找来一个足够深的盛水容器和一把刻度尺,请你帮小明利用这些器材设计一个测量牛奶密度的方案。要求写出主要测量步骤并推导出计算牛奶密度的公式(有足量的水和牛奶)

 

解析:此题要用自制简易密度计测牛奶密度,由于无刻度无法直接测得。根据密度计原理,无论它放在何中液体中均呈漂浮状态, F=G,因此可根据浮力相等设计此实验。

 

实验步骤 将密度计轻轻放入水中,使其漂浮在水面上,用刻度尺测出密度计浸入水中的长度l1

 

将密度计轻轻放入牛奶中漂浮,用刻度尺测出密度计浸入牛奶中的长度l2

 

表达式    ρg l 1牛奶g l          

 

五、用U形管测密度

 

5现有透明塑料软管相连的两根直玻璃管及铁架台、尺、滴管和足量的水,请用这些器材测出食用油的密度。写出实验步骤和计算食用油密度的表达式。

 

解析:此题既无天平又无量筒,只有透明塑料软管相连的两根直玻璃管,可将其组成一个U形管。U形管相当于一个连通器,所以可根据连通器内的液体不流动时,其底部受到两侧液体的压强相等来设计此实验。

 

1)实验步骤 将透明塑料软管相连的两根直玻璃管固定在铁架台上,并使两根玻璃管处于竖直位置,组成一个U形管;用滴管将适量的水和食用油分别从管的左右两端滴入,并达到适当高度;用尺分别量出水柱高度h1和油柱高度h2

 

2)食用油密度的表达式 ρg h2g h1

 

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