测固体密度的12种方法

题目

测固体密度的12种方法

答案

非常规方法测固体密度方法种种
天平、量筒（或量杯）是测量密度的两种常用工具,但有时受实验条件的限制或缺量筒（或量杯）、或缺天平,甚至两种器材均无,这时应如何测量固体密度呢?以下结合实例分类说明之.
一、缺天平类
器材中提供了量筒（或量杯）,不妨用排“液”法测其体积,又考虑到物体漂浮时,,而V排又可利用量筒测得,这样 便求得.
例1.给你量筒、空玻璃管各一只,足够的水,如何测空玻璃管的密度?
（1）在量筒内装适量水,记下水面所达到的刻度V1；
（2）将小试管管口朝上轻轻放入量筒中,使其漂浮于量筒中的水面上,静止时记下水面达到的刻度V2,则玻璃管的重力 ；
（3）将小试管没入水使其灌满水后沉入量筒底,记下水面达到的刻度V3；
（4）玻璃的密度 .
如果所给固体材料直接放在已知密度液体（如水）中不能“漂”,我们可采取措施使其“漂”.例如,橡皮泥直接放入水中沉没,但如果把它捏成碗状,就能漂；牙膏皮放在水中沉没,但如果设法把它弄成空心并密封其口就能漂……对于像石块、金属块等密度大于已知液体密度又不可变形的固体,又如何让其“漂”呢?可让密度小于液体密度的物体（如木块、泡沫、塑料等）作道具,具体操作请看例2.
例2.给你量筒一只,小石块、木块各一块,细线、水足够,如何测得石块密度?
（1）在量筒中倒入适量的水,然后把木块放入其中漂浮,记下水面达到的刻度V0；
（2）把小石块放在木块上,使木块仍漂浮在水面,记下此时水面所达到的刻度V1；
（3）把系好细线的小石块浸没水中,记下此时水面所达到的刻度V2；
（4）小石块密度
如果所给固体直接放在已知密度的液体中能漂但不能沉,可采取措施使之沉.例如木块在水中不能沉,可用大头针、细铁丝等把它压入水中；也可用密度大于水的固体使其坠入.
二、缺量筒（或量杯）类
没有提供量筒（或量杯）,如何测得固体体积呢?有以下四法：
1.排液法
例3.给你一只已调好的天平（带砝码）和一个盛满水的烧杯,只用这些器材（不使用任何其它辅助工具）,测出一包金属颗粒的密度.
析：本题关键在于求得溢出液体质量,但没有其它辅助工具,不妨充分利用天平间接测出 .
①称出待测金属颗粒的质量 ；
②称出烧杯和水的总质量 ；
③把金属颗粒倒入盛水烧杯中（部分水溢出）,称出烧杯水及金属颗粒的总质量 ；
④
⑤
2.整型法
如果被测物体容易整型,如土豆、橡皮泥,可把它们整型成正方体、长方体等,然后用刻度尺测得有关长度,易得物体体积.
3.等体积法
用天平称出与物体等体积且密度已知的液体质量 ,然后根据 间接求得V物.
例4.空烧杯一只,附砝码的天平一架,水足够,胶头滴管一只,细线二根,试测出小石块的体积.
（1）在空烧杯中倒入适量的水,测得其质量为 ；
（2）把系有细线的小石块放入水中,用细线在新的液面处作下记号；
（3）从烧杯中取出石块,向烧杯中加水使液面到记号处,用天平称出此时烧杯和水的总质量 ；
（4）
4.浮力法
物体浸没时,根据阿基米德原理知 ,故得 .
例5.给你一个装有水的烧杯,细线一根,如何测一石块的密度.
（1）用天平测得石块的质量 ；
（2）用天平称得装有适量水的烧杯质量 ；
（3）用细线吊着石块浸没于水中但不触底,其质量为 ；
（4）石块所受浮力 ,故 ；
（5）石块密度
三、无天平无量筒类
1.浮力法
有些器材中虽没有提供天平和量筒（或量杯）,但提供了弹簧秤、台秤,这时可用浮力法,具体方法参看例5.
2.悬浮法
把待测物体放入原提供液体中,通过加减适当液体改变原供液体的密度,使物体能在液体中悬浮,然后用密度计测出液体密度即为待测物的密度.
3.漂浮法
对于形状规则且 的物体可用该方法.让物体漂浮于密度已知的液体中,用刻度尺量出物体露出水面的高度 和物体总高度h,则由 知：
所以
四、虽给天平、量筒,但天平无砝码类
天平无砝码固体质量难求得,不妨以已知密度的液体（如水）为桥梁,利用天平等臂性测出已知密度液体的质量替代物体质量.
例6.现有一个已调平的自制带托盘的等臂杠杆、两只完全相同的烧杯、一只量筒、一支滴管、细线、适量的水,如何测小石块的密度?
（1）将两个烧杯分别放在左右盘上,左边加水,右边放石块,用滴管调节左杯水量,使杠杆恢复平衡；
（2）将水倒入量筒测出水的体积 ；
（3）用排水法测出石块体积 ；
（4） .
五、其它类
天平、量筒（或量杯）均提供,但待测物是一种易溶于水的物体,如糖块等,如果用排水法测其体积显然不行,这时可考虑用糖块不溶解于其中的液体代替水,然后用排液法测体积,可考虑用细沙、油菜子、面粉等代替水,例题略.