内容正文:
物 理
临 沂
第三部分 满分冲关
专题二 特殊方法测密度
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特殊方法测量密度主要是缺少天平或量筒时采用等效替代的方法和利用浮力知识测物体密度,考查天平和量筒的使用、密度公式的应用、阿基米德原理的理解和应用以及实验设计、推导分析能力,考查知识点多,综合性强,是近年中考的热点和重点.
在设计实验时,要从公式ρ=出发,设法求得质量与体积,可以根据已知条件,利用水、粗细均匀的杯子、弹簧测力计、刻度尺等,通过相等的物理量(漂浮时浮力与物重相等,物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等)来设计实验,求出密度或写出密度表达式.
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一、常规特殊方法归纳
漂浮于水面的固体 用天平测量物体的质量m
针压法测体积 1.向量筒中倒入适量的水,读出体积V1
2.用细铁丝将待测物体压入水中,使其完全浸入,读出体积V2
物体密度的表达式: ρ=
ρ=
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漂浮于水面的固体 用天平测量物体的质量m
坠沉法测体积 1.将物体用细线系好,物体下方用细线悬挂一重物(如铁块)
2.向量筒中倒入适量的水,将重物完全浸入量筒内的水中,读出体积V1
3.将待测物体与重物都完全浸入水中,读出体积V2
物体密度的表达式: ρ=
ρ=
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较大的固体 用天平测量物体的质量m
溢水法测体积 在大烧杯(或溢水杯)中装满水,将待测物体浸没在水中,同时用小烧杯承接溢出的水;用量筒测出溢出水的体积V
物体密度的表达式: ρ=
ρ=
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较大的固体 用天平测量物体的质量m
补水法测体积 1.烧杯中加入适量的水,将物体浸没在水中,水面处做标记
2.取出物体,将量筒中体积为V1的水向烧杯中添加直到水面到达标记处
3.读出量筒中剩余水的体积V2
物体密度的表达式: ρ=
ρ=
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形状规则的固体 用天平测量出物体的质量;用刻度尺等工具测量出物体的长、宽、高等,利用数学公式计算出体积,如正方体的体积V=a3,长方体的体积V=abc等,根据ρ=求得密度
溶于水的物体 1.用天平测出物体的质量
2.用量筒间接测体积时,可采取排沙法、排油法、排饱和溶液法等
3.根据ρ=求得密度
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吸水性的物体 1.用天平测出物体的质量
2.用量筒间接测体积时,可采取先让物体吸足水再测量,或用排沙法、保鲜膜包裹法等
3.根据ρ=求得密度
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要测量玻璃的密度,现有满足要求的量筒、水和一个玻璃平底试管,实验步骤如下:
(1)在量筒中装入适量的水,记下体积为V1.
(2)将玻璃平底试管放入量筒中漂浮在水中,记下水面对应量筒的刻度为V2.
(3) .
(4)已知水的密度为ρ水,利用上述测量出的物理量和已知量,得出玻璃密度的表达式为ρ玻= .
二、利用浮力知识测密度
类型一 一漂一沉法
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思维引导
如图所示:因玻璃平底试管漂浮在水中,所以G玻=F浮,m玻g=ρ水g(V2-V1),m玻=ρ水(V2-V1)→一漂得质量
试管体积:V玻=V3-V1→一沉得体积
表达式:ρ玻=ρ水
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答案 (3)使玻璃平底试管浸没在量筒里的水中,记下水面对应量筒的刻度为V3
(4)ρ水
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类型二 双提法(弹簧测力计称重法)/三提法
某物理兴趣小组探究在不使用天平、量筒的情况下测量合金块和液体密度的方法,并进行了以下实验:
第一步:如图甲所示,用弹簧测力计测量合金块所受的重力,其示数为4N;
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第二步:如图乙所示,将该合金块浸没在水中,静止时弹簧测力计的示数为3N;
第三步:将该合金块从水中取出并擦干,再浸没到如图丙所示的待测液体中,静止时弹簧测力计的示数如图丁所示.
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根据以上实验,请回答下列问题:
(1)使用弹簧测力计测量前,应观察它的指针是否 ,若没有,则进行调整.
(2)该合金块浸没在水中时受到的浮力为 N.
(3)该合金块的密度为 kg/m3.(双提法)
(4)图丁中弹簧测力计的读数是 N,待测液体的密度是 kg/m3.(三提法)
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思维引导
如图所示:
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(1)合金块的密度表达式:ρ= ρ水
(2)合金块在水中所受的浮力:
F浮=G-F1=ρ水gV物……①
合金块在待测液体中所受的浮力:
F浮'=G-F2=ρ液gV物……②
由①②得,待测液体的密度表达式:ρ液=ρ水.
答案 (1)指在零刻度线上 (2)1
(3)4×103 (4)3.4 0.6×103
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类型三 双漂法
小强同学取来一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,制成一个能始终竖直漂浮在液体中的简易密度计,用这个简易密度计测量某液体的密度,实验步骤如下:(ρ水=1.0×10