密度測(cè)定的三種基本方法.doc
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密度的測(cè)定的三種基本方法 一:質(zhì)量體積法——測(cè)定密度的基本方法 根據(jù)密度的定義ρ=m/v可知:只要能測(cè)出物體的質(zhì)量和體積,就可以計(jì)算出物質(zhì)的密度。這種方法用到的主要測(cè)量工具是天平和量筒。下面分固體和液體兩種情況加以分析。 1:固體密度的測(cè)定 1、先測(cè)質(zhì)量后測(cè)體積? (1)如果物塊可以沉于水中:先在量筒中放入適量的水,記下體積V1,然后用細(xì)線系好待測(cè)物塊慢慢放入水中浸沒,并且抖動(dòng)幾下細(xì)線,排去物塊周圍吸附的氣泡,讀出總體積V2,則物塊的體積V=V2-V1(放入物塊時(shí)不能有水濺出)。 (2)如果物塊不能沉于水中:一種方法可以用細(xì)鐵絲或小鋼針將物塊按入水中,其它方法同上。還可以用小鐵塊輔助下沉法:先用細(xì)線系好小鐵塊放入量筒的水中,記下總體積V1,然后取出小鐵塊并和待測(cè)物塊捆在一起放入量筒的水中,記下總體積V2,待測(cè)物塊的體積是V=V2-V1(這種方法要保證不要有水損失)。 (3)如果待測(cè)物體溶解于水時(shí),可以考慮用細(xì)砂或其它粉狀物體來代替水完成體積的測(cè)定,既讓待測(cè)物塊“浸沒”在細(xì)砂等粉狀物體中。 當(dāng)然,上面所說的物塊都是比較小的。如果是測(cè)量鉛球的密度怎么辦呢?用天平和量筒是肯定不行的。我們必須用生活中的桿秤或磅秤來測(cè)量質(zhì)量;用溢水杯、燒杯、水才能測(cè)量它的體積:取一只大小合適的溢水杯并裝滿水,然后將待測(cè)物塊放入水中,用燒杯接住溢出的水,再用量筒分次測(cè)出水的總體積,就是鉛球的體積。 2:液體密度的測(cè)定 考慮到液體很難從容器中完全倒出而造成的誤差,我們可以先將燒杯中裝有適量的待測(cè)液體,用調(diào)節(jié)好的天平測(cè)出它的總質(zhì)量M1,然后將部分液體倒入量筒中(最好使體積為整數(shù),方便密度的計(jì)算),讀出體積V,最后再測(cè)出燒杯及剩余液體的總質(zhì)量M2,則液體的密度ρ=(M1-M2)/V。 假如先測(cè)液體體積,然后將液體倒入燒杯中測(cè)質(zhì)量,會(huì)由于液體倒不干凈而使質(zhì)量測(cè)量值偏小。 3:沒有量筒時(shí)的密度測(cè)定 由于水的密度是已知的,在缺少量筒時(shí)我們可以用水、燒杯、天平來代替量筒完成體積的測(cè)定。(這種方法要求水的密度必須是準(zhǔn)確的) (1)測(cè)液體的密度 取兩只同樣的燒杯,在相同的位置做一個(gè)標(biāo)記,然后用天平測(cè)出每只燒杯的質(zhì)量M0;再將燒杯中分別裝入水和待測(cè)液體到標(biāo)記處(保證液體的體積相等),測(cè)出它們的總質(zhì)量M水和M液,則:V液=V水=(M水-M0)/ρ水 ρ液=(M液-M0)ρ水/(M水-M0)。(當(dāng)然也可以用一只燒杯分兩次完成上述實(shí)驗(yàn))實(shí)驗(yàn)中只要水的密度準(zhǔn)確,這種方法其實(shí)很簡(jiǎn)單。 (2)測(cè)固體的密度 固體的質(zhì)量可以用天平直接測(cè)量,測(cè)量固體的體積可以有下面兩種方法。 (a)在燒杯中注入適量的水用天平測(cè)出質(zhì)量M1,不要取下燒杯,直接用細(xì)線系著物塊吊入水中,使物體全部浸入水中但不接觸容器底(吊著物體懸浮在水中);再調(diào)節(jié)砝碼和游碼使天平平衡,讀出天平的示數(shù)M2(天平讀數(shù)增加的部分其實(shí)就是左盤中物體排開水的質(zhì)量)。由于物塊的體積等于排開水的體積,所以V物=(M2-M1)ρ水。 (b)取一只溢水杯并注滿水,將待測(cè)物體浸入水中(如果不能沉入,可以用細(xì)鐵絲按入),用燒杯接住溢出的水,并用天平測(cè)出燒杯中水的質(zhì)量M水,則V物=M水/ρ水。 二:浮力法測(cè)密度 由于物體在液體中受到的浮力大小與液體的密度有關(guān)(阿基米德原理),我們可以考慮用浮力的方法來測(cè)定物質(zhì)的密度。 1:測(cè)固體的密度 (1)對(duì)于密度比水大的物體可以用稱重法來完成:先用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出物體在空氣中的重力G,然后用彈簧測(cè)力計(jì)吊著物體浸入水中,讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)G*,則M物=G/g V物=V排=F浮/ρ水g=(G-G*)/ρ水g p物=Gρ水/(G-G*)。 (2)對(duì)于密度比水小的物體可以用“漂浮測(cè)質(zhì)量、沉底測(cè)體積”的方法來完成:先在量筒中放入適量的水,記下體積V1,然后將物體放入水中漂浮,讀出總體積V2,由于漂浮時(shí)F浮=G物,所以M物=(V2-V1)ρ水;再用細(xì)鐵絲將物體壓入水中,記下總體積V3,則V物=V3-V1,這樣物體的密度p=(V2-V1)ρ水/ (V3-V1)。 利用這種方法還可以測(cè)橡皮泥的密度:先將橡皮泥做成小船狀,讓它漂浮在水中,測(cè)出橡皮泥的質(zhì)量;然后將它做成實(shí)心塊狀,放入水中沉底,測(cè)出它的體積即可(方法同上)。利用這種方法還可以測(cè)玻璃瓶以及其它碗狀物體的密度。 如果是一些形狀規(guī)則的柱體,我們還可以直接用刻度尺測(cè)算密度:先用刻度尺測(cè)出它的高H,然后放入水中漂浮,測(cè)出它在水外面部分的高度h,由于漂浮時(shí)F浮=G物,所以則ρ水g(H-h)S=ρ物gHS (S為長(zhǎng)方體的底面積)ρ物=(H-h)ρ水/H。 2:測(cè)液體的密度 (1)最簡(jiǎn)單的方法是用密度計(jì)直接測(cè)量。注意的是測(cè)密度比水大的液體時(shí),要用密度計(jì)中的重表;測(cè)密度比水小的液體密度時(shí),要用密度計(jì)中的輕表。密度計(jì)的原理是:物體漂浮時(shí),F(xiàn)浮=G物,所以ρ液gV排=G物,密度計(jì)的重力是一定的,根據(jù)密度計(jì)排開液體體積的多少就可以間接知道液體密度的大小。 (2)同樣也可以用稱重法來測(cè)定密度:用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出一個(gè)密度大于水和待測(cè)液體的物塊的重力G,然后用彈簧測(cè)力計(jì)吊著物塊分別浸沒水和液體中,讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)G水和G液,則G-G水=ρ水gV排,G-G液=ρ液gV排,ρ液=(G-G液)ρ水/(G-G水)。 (3)我們還可以用密度已知的、能漂浮待測(cè)液體中的物塊來測(cè)定:取一個(gè)長(zhǎng)方體、能漂浮在待測(cè)液體中的物塊,用刻度尺測(cè)出它的高H,然后放入待測(cè)液體中漂浮,測(cè)出物塊在液體外面部分的高度h,則ρ液g(H-h)S=ρ物gHS (S為長(zhǎng)方體的底面積)ρ液=Hρ物/(H-h) 三:壓強(qiáng)法測(cè)液體密度 由于液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與液體自身深度成正比,所以我們可以利用液體的壓強(qiáng)來測(cè)液體的密度。 1:U型管法:在U型管一側(cè)注入已知密度的水,在另一側(cè)注入待測(cè)液體(此液體不能互溶于水),用刻度尺分別測(cè)出水和液體的分界面到水面的高度H水、到待測(cè)液體的液面高度H液。則ρ水gH水=ρ液gH液,所以ρ液=H水ρ水/H液 2:海爾法:將圖中的海爾管(一端一個(gè)開口,另一端兩個(gè)開口的連通玻璃管)兩個(gè)開口的那端分別插入水和待測(cè)液體中,(水面和液體面盡可能相平)在海爾管的單口端用抽氣機(jī)適當(dāng)抽氣,當(dāng)水和待測(cè)液體上升到一定的高度后,用刻度尺分別測(cè)出管內(nèi)的水柱和液柱高度H水和H液。則ρ水gH水+P內(nèi)=P0=ρ液gH液+P內(nèi)(P0為外界大氣壓,P內(nèi)為抽氣后海爾管內(nèi)的氣壓)所以ρ液=H水p水/H液。 總之,測(cè)定物質(zhì)密度的方法有很多,且靈活多變,但基本思路就是上面的三種:質(zhì)量體積法,浮力法測(cè)密度;壓強(qiáng)法測(cè)液體密度。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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