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微专题
密度的测量方法
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方法1等体积法测液体的密度
【例1】 (2022·深圳龙岗区一模)小刚同学想测酱油的密度,但家里只有天平、小空瓶,而没有量筒。他思考后按照自己设计的实验步骤进行了测量,测量内容及顺序如图乙所示。(ρ水=1×103 kg/m3)
(1)调节天平前应将游码移至_____________处,此时若分度盘指针如图甲所示,则应向________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使横梁平衡。
(2)他第三次测得物体的质量如图丙中砝码和游码所示,其结果m3=________ g。
(3)由图乙三次测量结果可知,水的质量m水=______g。
(4)根据小刚测量的数据,酱油的密度ρ油=________ kg/m3。(结果保留一位有效数字)
零刻度线
右
47.4
30
1.1×103
方法2溢水法测固体的密度
【例2】 (2022·深圳罗湖区一模节选)小明利用天平、量筒和水测出了一块不规则、不吸水的小矿石的密度。使用天平测小矿石的质量前,他将天平放在水平桌面上。
(1)调节天平平衡后,小明称量小矿石的质量,所用砝码和游码位置如图甲所示,小明所称量物体的质量是________ g。先将小矿石放入量筒中,往量筒中注入适量水;接着取出小矿石,如图乙所示,则测出小矿石的体积为________ cm3。通过计算,小矿石的密度为________ kg/m3。由于从量筒中取出小矿石时带出了一部分水,则计算得到的小矿石的密度与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
52
20
2.6×103
偏小
(2)小聪同学利用天平、烧杯和水也完成了实验,如图丙所示,请将实验方案补充完整。
①把小矿石放入烧杯中加水浸没,在水面处做记号后测出总质量m1;
②取走小矿石,测出烧杯和水的总质量m2;
③加水到标记处,________________________;
④小矿石密度的表达式:ρ石=________。
测出烧杯和水的总质量m3
方法3等压法测密度
【例3】 小丽同学用如图所示装置来测量果汁的密度,操作步骤如下:
(1)玻璃管开口向上放置,向管内倒入适量的水,下端橡皮膜向下凸起;
(2)在烧杯中装入适量的果汁,将玻璃管缓慢浸入果汁中,直至橡皮膜水平为止,记下玻璃管内外液面位置,用刻度尺测出管底到两液面的深度h1、h2;
(3)果汁密度的表达式:ρ汁=________(用h1、h2、ρ水表示)。
方法4浮力法测密度
类型一 用弹簧测力计测浮力
【例4】 (2022·惠州一模节选)端午节家庭聚会后,小明的父亲将喝剩的白酒交给他,要他利用所学的物理知识测出白酒的密度。但家中没有量筒,只找到了一个弹簧测力计和一个废旧的铁块,于是他在两只玻璃杯中分别装入水和白酒,进行了如图所示操作:
①将铁块悬挂在弹簧测力计下方,读出测力计的示数F1,如图甲所示;
②把铁块浸没在水中,读出测力计示数F2;
③把铁块浸没在白酒中,读出测力计示数F3。
请你回答下列问题:
(1)他有操作错误的是图_______(选填“甲”“乙”“丙”),请指出错误之处_______________________。
(2)更正错误操作后,弹簧测力计的示数变成F4,请你帮小明推导出白酒密度的表达式ρ酒=________。(用字母符号表示,水的密度为ρ水)
丙
铁块没有浸没在白酒中
【例5】(2023·潍坊一模节选)推拉测力计是无论推或拉动测力计,其表面都可以显示力的大小的一种测力计(如图甲所示)。小明想用数显推拉测力计和木块测出某液体的密度,他进行了如下操作:
①如图乙所示,将木块挂在推拉测力计的下端,读出测力计示数为G;
②如图丙所示,用推拉测力计将木块刚好完全压入水中,读出测力计示数为F1;
③如图丁所示,用推拉测力计将木块刚好完全压入待测液体中,读出测力计示数为F2;
已知水的密度为ρ水,则木块在步骤②中受到的浮力大小F浮=________;被测液体的密度ρ液=________。
G+F1
类型二 用阿基米德原理和浮沉原理计算浮力
【例6】 (2021·绥化节选)小明发现橙子在水中下沉,他用实验测量它的密度。操作中他在薄壁透明小水槽中注入适量的水,将其置于水平桌面上。让空烧杯漂浮在水面上,测出水的深度为h;再将橙子放入烧杯中,此时烧杯仍漂浮在水面上,测出水深为h1;最后将橙子取出放入水槽中,烧杯仍漂浮在水面上,橙子沉底后,浸没在水中,测出水深为h2,由此可求出橙子密度ρ橙=________ (用字母表示)。(整个过程中水没有溢出,且橙子不吸水)
方法5杠杆法测固体密度
【例7】 小明猜想能否使用刻度尺和杠杆等器材测量石块密度,于是他进行如下探究:(杠杆重力忽略不计)
(1)如图所示,杠杆处于水平位置且平