2.下列测盐水密度步骤的正确顺序为____________.
A.称出玻璃杯和剩余盐水的总质量;
B.在玻璃杯中盛盐水,测出杯和盐水的总质量;
C.将m、V结果代入公式ρ=
中算出密度ρ;
D.将杯中盐水倒入量筒中一部分,测出这些盐水的体积V;
E.算出量筒中盐水的质量m.
在以上步骤中测量情况如下图所示:
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图10-15
请根据图10-15中测量结果,填写下表:
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玻璃杯和盐水的质量m1(g) |
玻璃杯和所剩盐水的质量m2(g) |
量筒中盐水的质量m=(m1-m2)(g) |
量筒中盐水的体积V(cm3) |
盐水的密度ρ(kg/m3) |
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[学习方法指导]
用排水法测体积
在测不规则固体的体积时使用的方法叫做排水法:先测一部分水的体积V1,再放入固体测水和固体总体积V2,则固体体积为V=V2-V1,如果我让你用排水法测糖块的体积,你能行吗?糖块溶于水,直接放入水中测是不能得到准确结果的,那么我们就要想办法让它变得不溶于水.你想到了吗?对,在糖块外面包一层保鲜膜,因为它又薄又轻,而且不透水,包好后就可以用排水法测出糖块的体积了.我再考考你:一个形状不规则的木块,如何用排水法测它的体积?如果你想按最简单的步骤做,那是行不通的,因为木块不会浸在水中,而是会浮在水面上的.因此,使用排水法测体积时,必须让被测物体能全部浸没在水中才行.那么你要想办法让木块全部浸在水中才行.我们可以在木块上绑上一个石块,一块放入水中就可以了.但我们首先要测出水和石块的总体积V1,如图10-16甲,再将石块和木块用细绳拴好,放入水中测出总体积V2,如图10-16乙,这时木块的体积为V=V2-V1.测蜡块的体积也可以这样操作.类似的测体积的问题你可能以后还会遇到,只要你积极开动脑筋,一定会利用学到的物理知识做出来的.
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图10-16
[拓展训练]
估测厨房里花生油、酱油、醋等液体的密度
学完物质的密度及其测量方法之后,你想估测一下家用花生油、酱油、醋等液体的密度吗?下面,让我来向你介绍几种方法,你可以亲自动手试一试.
如果你家里有杆秤或是弹簧秤,就用此称出一个空瓶子的质量m1,装满水以后再称出水和瓶子的总质量m2,那么水的质量为m水=m2-m1,若要测花生油的密度,就将瓶中的水倒掉,再装满花生油,称出油和瓶子的总质量m3,可算出油的质量为m油=m3-m1.因为是用了同一个瓶子装满水和油,因此水和花生油的体积相同,根据密度公式ρ=
可知,V相同时,密度ρ与质量m成正比,由此可得下列关系式:
,则ρ油=
·ρ水,测其他液体的体积时,可以用相同的方法.
用自制土比重计也可以大致测出液体的密度.比重计就是直接测量液体密度的仪器,你可以尝试着自己做一支.找一根筷子,截短、削均匀后浸上蜡,一端密绕适量铁丝,使它能竖直浮于水面,刻下此时水面在比重计(木筷)上的位置,这就是密度为1.0×103 kg/m3的刻度.再将此比重计分别放入已知密度的几种液体中,比如酒精、煤油中,使其浮于液面,再刻下液面的位置,这就是已知液体密度的刻度.注意,比重计刻度是不均匀的,越往上,距离越大,读数越小.这样一支土比重计就制成了.你就可以用它放在需要测量的液体中,如酱油、醋、牛奶中,记下液面在比重计上的位置,读出液体的大约密度值了.以上方法中都要用到水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3,这个值是你应该记住的.你想想看,还有其他方法吗?
假如你家中盛花生油、酱油、醋等的瓶子是同一种类型的,你能要用眼睛看一下就能判断出瓶中液体的质量够不够500 g呢?只要你先用同样的瓶子盛上500 g的水,并记下其水面位置(最好刻在瓶子上),那么你就可以根据其他液体的质量与水的质量相同时,体积与密度成反比的关系,估算出液体体积与水体积的大致关系,这样,当你去买油、酱油、醋等液体时,就可以从液面位置判断其质量是大于、等于、还是小于500 g了.
3.测物质的密度的方法
气体密度变化太快,在实验室中,我们测液体和固体的密度较实际些.
(1)测液体的密度
你先考虑一下,测液体的密度都需要用到什么器材?有天平和砝码,有量筒,有被测液体,还要有盛液体用的烧杯.准备好器材,我们开始实验吧!
将被测液体倒入烧杯中,用天平测出总质量为m1,再将烧杯中的液体倒入量筒中一部分,读出体积数V,你要注意,这时我们已经把倒入量筒的这部分液体作为研究对象了.因为我们知道密度是物质的一种特性,同种物质的密度是相同的.因此烧杯中液体的密度和倒入量筒中的液体是同种液体,它们的密度相同.所以现在只要测出量筒中这一小部分液体的质量,再除以V就可以了.刚才我们测出所有液体和烧杯的总质量为m1,现在将剩在烧杯中的液体放到天平上,称出所剩液体和烧杯质量为m2,那么倒入量筒的液体质量为m=m2-m1,其体积为V,则该液体的密度为ρ=
=
.为了记录数据和计算方便,可以设计如下表格.
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烧杯和液体的质量m1(g) |
烧杯和所剩液体的质量m2(g) |
量筒中液体的质量m=(m1-m2)(g) |
量筒中液体的体积V(cm3) |
液体的密度ρ(g/cm3) |
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(2)测固体的密度
与测液体密度不同的是,固体的体积测量是比较复杂的步骤.我们先来说说测固体的密度需要的器材:天平和砝码、被测固体、量筒、水、细绳.实验步骤为:将被测固体放在天平上称出其质量为m,在量筒中倒入一部分水,读出水的体积值V1,然后用细绳将固体拴好,放入量筒中,读出这时的体积值V2,由此可以得到固体的体积为V=V2-V1,那么被测固体的密度就可以计算出来了:ρ=
=
.实验记录表格如下:(以测石块密度为例)
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石块的质量 m(g) |
石块放入前水的体积V1(cm3) |
石块和水的总体积V2(cm3) |
石块的体积V=V2-V1(cm3) |
石块的密度 ρ(g/cm3) |
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以上两种方法是实验室里常用测物质密度的方法.你可能会有疑问:测物质的密度有什么作用呢?作用很多,比如,有一种液体你不知是什么物质,可以用测密度的方法来辨别它是哪一种液体,还有就是,当碰到无法直接测质量的大型物体时,例如一个大型雕塑,我们可以用它的下角料测出它的密度大小(ρ),然后测出雕塑的体积(V),就可以计算出它的质量了(用公式m=ρV).
因此,测密度的实验是初中物理中最重要的实验之一,你应该掌握这一内容,会排列实验步骤的顺序,会读体积数、质量数,会计算物质的密度,或是在已知密度的情况下,告诉你体积数来计算质量,或根据质量数来计算体积,画水面或液面的刻度等等.
理解了上述知识后,请你试着做做下面两道综合题:
1.测密度的原理
这个原理对你来说并不难,你自己可以对照伏安法测电阻的原理来试着总结,我想你会做的很好.
根据公式ρ=
,用天平测出物质的质量,用量筒测出物质的体积,然后用上述公式计算出物质的密度即可.