内容正文:
第5讲
质量与密度
Ⅱ.关键能力 专项提升
专项2 特殊方法测量物质密度
实验 1 器材不全测密度
1.一次实验课上,老师提供给同学们下列器材:一架已调好的天平(无砝码)、两个完全相同的烧杯、一个量筒、水、滴管,要求用上述器材来测一个合金块的密度。某同学设计好实验方案后,进行如下操作:
(1)将两个空烧杯分别放在天平的左、右两盘内,把合金块放在左盘烧杯内。
(2)_______________________________,直到天平平衡。
向右盘烧杯内加水,并用滴管调节
(3)将右盘烧杯内的水全部倒入空量筒中,测出水的体积(如图甲所示),用细线拴好合金块,将其放入图甲所示的量筒中,测量水和合金块的总体积(如图乙所示),则合金块的密度为________kg/m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3)
3×103
(4)评估:测出的合金块密度值与真实值相比偏小,其原因是______________________________________________
_________________________。
将右盘烧杯内的水倒入量筒时有水残留在烧杯壁上,
导致测得的合金块质量偏小
【点方法】
2.[2023·重庆期末]底面积50 cm2、高12 cm的平底圆柱形玻璃杯放在水平桌面上,里面装有一定量的水,液面高度为10 cm(如图甲)。
现将一个质量为1.17 kg的金属球投入杯中,小球沉底后,发现有水溢出杯口,待液面稳定后将玻璃杯外壁的水擦干再平稳地放在电子秤上,测其质量如图乙所示。请你完成下列问题:(已知:水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3,平底玻璃杯的质量和厚度均忽略不计)
(1)图甲中水的质量。
解:图甲中,水的体积V水=Sh=50 cm2×10 cm=
500 cm3;
水的质量m1=ρ水V水=1 g/cm3×500 cm3=500 g。
(2)溢出水的体积。
(3)金属球的密度。
3.小王同学为了测量积雪的密度,设计了“根据雪地上的脚印深度进行估测”的实验:
(1)在一块有积雪的平整地面上,测出积雪原来的厚度H;
(2)用脚竖直向下踩在雪上,形成一个向下凹的脚印,积雪变成冰,测出用脚踩后在雪上形成脚印的深度h;
(3)积雪密度的表达式ρ积雪=________________________。(冰的密度为ρ冰)
【点拨】
4.[2023·丹东期末]小李是一名天文爱好者,他淘到一小块“陨石”,但它的真实性和陨石的种类难以确认,恰逢学校物理实验课要求测量物体的密度,小李就对这块“陨石”的密度进行了测量,
如图所示,想要通过密
度来鉴别其真伪。
实验 2 测量吸水性物体的密度
(1)他把天平放在水平桌面上,游码拨到零刻度线,调节_________使天平平衡,然后将“陨石”放在左盘中,在右盘中增减砝码,当加入最小的砝码后,指针指在分度盘中央刻度线的右侧,如图甲所示,他接下来的操作是_____________________________。
平衡螺母
取下最小的砝码后,移动游码
(2)天平平衡后,砝码质量和游码对应刻度如图乙所示,则“陨石”的质量为________g。
62
【点拨】
天平平衡后,根据m左=m右+m游码,则m陨石=50 g+10 g+2 g=62 g。
(3)小李查阅资料发现“陨石”有吸水性,经思考后,他先将“陨石”放入盛水的烧杯中足够长时间,再取出来擦干表面的水,放入盛有40 mL水的量筒中,如图丙所示,他这样做可以避免因“陨石”吸水而使其密度测量
值________(填“偏大”“偏小”或“准确”);
小李测出“陨石”的密度ρ=________kg/m3。
偏大
3 100
【点拨】
【点方法】
多种方法测量吸水性物体的体积
(1)可以用保鲜膜封住物体,以防吸水。但此时所测体积会偏大。(2)可以使用面粉或铁粉等物质间接测量,此时所测体积误差较小。(3)可以先使物体完全吸饱水后再测量,此时所测体积误差较小。
5.小明在课外探究活动中要测量5角硬币的密度,他选取了16枚相同的5角硬币、天平、砝码、量筒。
实验 3 累积法测量固体的密度
(1)小明先调节好天平,左盘放入16枚相同的5角硬币,在右盘中增减砝码,当加入最小的砝码后,指针指向分度盘右边,接下来他应该____________________________使天平平衡,最终天平平衡后,所用砝码与游码的位置如图所示,则16枚硬币的质量为________g。
取出最小砝码,通过移动游码
62.4
【点拨】
在测量过程中,当放入最小的砝码后,天平的指针偏向分度盘的右边,此时应该取出最小砝码,通过移动游码使天平平衡;根据天平的读数方法,物体的质量等于砝码质量加上游码对应的刻度值,16枚硬币的质量m=50 g+10 g+2.4 g=62.