如何用浮力知识测定物质的密度
- 格式:doc
- 大小:20.00 KB
- 文档页数:2
物理浮力物体密度计算公式在物理学中,浮力是指液体或气体对浸入其中的物体所施加的向上的力。
浮力的大小与物体所处的液体或气体的密度有关,同时也与物体自身的密度有关。
在实际应用中,我们经常需要计算物体的密度,以便更好地理解物体在液体或气体中的浮力情况。
本文将介绍物理浮力物体密度计算公式,并对其进行详细的解释和应用。
首先,我们来看一下物理浮力的计算公式。
根据阿基米德原理,浮力的大小等于物体所处液体或气体的密度乘以物体在其中的体积,再乘以重力加速度。
因此,浮力的计算公式可以表示为:F = ρ V g。
其中,F表示浮力的大小,单位是牛顿(N);ρ表示液体或气体的密度,单位是千克/立方米(kg/m³);V表示物体在液体或气体中的体积,单位是立方米(m³);g表示重力加速度,单位是米/秒²(m/s²)。
在这个公式中,液体或气体的密度ρ是一个常数,通常可以在实验室中通过测量得到。
物体在液体或气体中的体积V也可以通过实验测量得到。
重力加速度g在地球表面的取值约为9.8米/秒²。
因此,我们可以通过这个公式来计算物体在液体或气体中所受的浮力。
接下来,我们来看一下如何利用浮力的计算公式来计算物体的密度。
根据浮力的定义,物体所受的浮力等于物体的重量,即:F = m g。
其中,m表示物体的质量,单位是千克(kg)。
将这个公式与浮力的计算公式相结合,可以得到物体密度的计算公式:ρ = m / V。
这个公式表明,物体的密度等于物体的质量除以物体的体积。
因此,我们可以通过测量物体的质量和体积,来计算物体的密度。
这对于研究物体在液体或气体中的浮力情况非常有用。
除了通过浮力的计算公式来计算物体的密度,我们还可以通过其他方法来测量物体的密度。
例如,可以利用天平来测量物体的质量,再利用容积瓶来测量物体的体积,从而计算出物体的密度。
这些方法都可以帮助我们更好地理解物体的性质和行为。
在实际应用中,浮力的计算公式和物体密度的计算公式经常被用于工程设计、科学研究和教育实验中。
利用浮力知识求物体或液体的密度:1.对于漂浮的物体,浮力等于重力,而浮力F浮= ρ液gV排,重力G物=ρ物gV排,因F浮≈G物,只要知道V排与V物的关系和ρ液或ρ物就可求出ρ物或ρ液;例1:将密度为0.6×103kg/m3,体积125cm3的木块放入盐水中,木块有1/2的体积露出盐水面,则木块受到的浮力为____N,盐水的密度____________ kg/m3g取10N/kg解析:木块漂浮,所受浮力等于重力,F=G= Mg=p木Vg=0.6×103kg/m3×0.125×10-3m3×10N/kg=0.75N,盐水的密度:=×103kg/m32. 若,物体完全浸没在液体中,根据阿基米德原理,及称重法,可求出,又因为,此时,可得;根据此式,已知ρ液,可求出ρ物,已知ρ物可求出ρ液;液面升降问题的解法:1. 组合物体漂浮类型要看液面是上升还是下降,关键是比较前后两次物体排开液体的体积的变化;设物体原来排开液体的体积为V排,后来排开液体的体积为V‘排,若V’排>V排,则液面上升,若V’排<V排,则液面下降;若V’排=V排,则液面高度不变,又根据阿基米德原理知,物体在液体中所受的浮力,故,因为液体的密度ρ液不变,固物体的排开液体的体积取决于物体所受的浮力,所以只要判断出物体前后所受浮力的变化情况,即可判断出液面的升降情况;例1一个水槽内漂浮着一个放有小铁球的烧杯,若将小铁球取出放入水槽里,烧杯仍漂浮在水槽中,则水面将A.上升B.不变C.下降D.无法判断解析:铁球和烧杯漂浮在水中,装有铁球的烧杯所受的浮力F浮与烧杯和铁球的总重力平衡,则有:;把铁球放入水槽中,铁球下沉,铁球单独受到的浮力,;烧杯单独受到的浮力为;铁球放入水槽中后,铁球和烧杯所受浮力之和为F浮2,因此,烧杯和铁球后来排开水的体积之和小于原来排开的水的体积,所以水面下降,故正确选项为C;2.纯冰熔化类型:此类题的规律技巧:若冰块漂浮于水中,则冰熔化后液面不变;若冰块漂浮于密度大于水的液体中,则冰熔化后液面上升;若冰块漂浮于或浸没于密度小于水的液体中,则冰熔化后液面下降;要判断液面的升降,必须比较冰排开液体的体积与冰熔化成水的体积之间的关系;冰未熔化时,若它漂浮在液面上,则所受的浮力与重力相等,即;冰块所受的,冰块的重力,由此可得;冰熔化后,化成水的体积;所以当冰块漂浮于水中时,,液面不变;当时,,液面上升;若冰块浸没液体中,则冰块排开液体的体积等于冰块的体积,而冰熔化后的体积小于冰的体积,故液面下降;例2如图所示,烧杯中的冰块漂浮在水中,冰块上部高出杯口,杯中水面恰好与杯口相平,待这些冰全部熔化后A.将有水从杯中溢出B.不会有水从杯中溢出,杯中水面也不会下降C.烧杯中水面下降D.熔化过程中水面下降,完全熔化后有水溢出解析:冰熔化后烧杯中的水面将保持不变,故不会有水溢出;答案:B漂浮物体切去露出部分后的浮沉情况:漂浮物体,如将露出液面的部分切去后,物体的重力减小,而浸在液体中的部分没有变,根据F浮= ρ液gV排知物体所受浮力不变;这时浮力大于重力,剩余部分上浮;例1长为L的蜡烛底部粘有一铁块,使其竖直停留在水中,如图所示,这时露出水面的长度为L0,将其点燃,直到自然熄灭,设燃烧掉的长度为d,则A.d<L0B.d=L0C.d>L0D.无法判断解析:假设将露出的部分一次切去,再分析剩余部分的沉浮情况就很容易得出结论;如将露出水面的部分切去,这时蜡烛的重力减小,而在水中的部分未变,即排开的水的重力——浮力未变,显然这时浮力大于重力,剩余部分将上浮;可见,蜡烛燃烧过程是逐渐上浮的,所以最终烧掉的长度大于L0,故正确选项为C;答案:C•密度计:•在物理实验中使用的密度计是一种测量液体密度的仪器;它是根据物体浮在液体中所受的浮力等于重力的原理制造与工作的;密度计是一根粗细不均匀的密封玻璃管,管的下部装有少量密度较大的铅丸或水银;使用时将密度计竖直地放入待测的液体中,待密度计平稳后,从它的刻度处读出待测液体的密度;常用密度计有两种,一种测密度比纯水大的液体密度,叫重表;另一种测密度比纯水小的液体,叫轻表;••密度计的原理是:F浮=ρ液gV排=G计不变;密度计在不同的液体中所受浮力相同,ρ液增大时,V排减小,密度计在液面以上的部分增大,刻度越靠下密度值越大;••气体的浮力:•气体的浮力与液体的同理,物体在空气中时,上下表面受到空气的压力差就是空气的浮力;故物体在空气中称得的重量,并不是物体真正的重量,但因其所受的浮力很小可以忽略不计;不但空气如此,物体在任何气体中,均受到气体的浮力;•氢气球和热气球浮沉原理比较:••饺子的浮沉:•生饺子被放入锅中时便沉到锅底,煮熟的饺子就浮起来了,如果把饺子放凉,再放入锅中,又会沉到锅底这是为什么呢因为生饺子放人锅中,由于浮力小于重力而下沉;煮熟的饺子因为饺子内气体受热膨胀,浮力增大,当浮力大于重力时,饺子上浮;凉的熟饺子因遇冷体积缩小使浮力减小,浮力小于重力而下沉;•。
1、双提法:仪器:测力计+水+容器
2、三提法:仪器:弹簧测力计+烧杯+水+密度大于这两种液体的重物。
V排相等分析:
表达式:
3、一漂一沉法:仪器:量筒+水(以橡皮泥为例)
例一、
例二、仪器:量筒+水+小烧杯
4、一漂一压法:仪器:量筒+水+大头针类似一漂一沉法
)
(
水
物
ρ
ρ
>
)
(
水
物
ρ
ρ<
)
(
水
物
ρ
ρ
>
12
g g
G F G F
V
ρρ
--
==
排
水液
G
G F
ρ
ρ=
-
水
固
5、单漂法:仪器:刻度尺+水(ρ物<ρ水且形状规则)
6、双漂法:仪器:均匀的木棒(一端缠细铁丝)+刻度尺+水+烧杯
分析:
7、双漂法:测液体密度: 分析:
8、比较另类:等压强法:仪器:玻璃管(平底薄壁)+刻度尺+水+大容器
分析:玻璃管内外液体对管底压强相等。
物
浮G F =g
g 物物排水V V ρρ=g
g )(121sh h h S 物水ρρ=
-
G
F =浮
漂浮:排液
液排水水gV gV ρρ=∴21h gS h gS 木液木水ρρ=∴2
1h h 液水ρρ=
∴43212143
V V V V V V V V ρρρρ---=-液水水g()=g()
V 1V 2
V 3V 4。
二、利用浮力测密度:1、浮力法——天平器材:天平、金属块、水、细绳步骤:1往烧杯装满水,放在天平上称出质量为m1;2将属块轻轻放入水中,溢出部分水,再将烧杯放在天平上称出质量为m2;3将金属块取出,把烧杯放在天平上称出烧杯和剩下水的质量m3;表达式:ρ=ρ水m2-m3/m1-m32.浮力法----量筒器材:木块、水、细针、量筒步骤:1、往量筒中注入适量水,读出体积为V1;2、将木块放入水中,漂浮,静止后读出体积V2;3、用细针插入木块,将木块完全浸入水中,读出体积为V3;表达式:ρ=ρ水V2-V1/V3-V13、等浮力法实验原理:漂浮条件、阿基米德原理;实验器材:刻度尺、粗细均匀的细木棒、一段金属丝、烧杯、水、牛奶;实验步骤:1将一段金属丝绕在木棒的一端,制成“密度计”,用刻度尺测出其长度L;2将“密度计”放入盛有水的烧杯中,使其漂浮在水中,用刻度尺测出“密度计”露出水面的高度h水;3将“密度计”放入盛有牛奶的烧杯中,使其漂浮在牛奶中,用刻度尺测出“密度计”露出牛奶液面的高度h牛;实验结论:因为“密度计”在水中和在牛奶中,均处于漂浮状态;因此“密度计”在水中和在牛奶中受到的浮力都等于“密度计”的重力;“密度计”的重力不变,所以两次浮力相等;即F牛=F水,根据阿基米德原理可得:ρ牛gV牛排=ρ水gV水排ρ牛gSh牛排=ρ水gSh水排∵h牛排=L-h牛h水排=L-h水∴ρ牛L-h牛=ρ水L-h水牛奶的密度:4、双提法实验原理:阿基米德原理实验器材:一支弹簧秤、一个烧杯及足量的水、金属块、线;实验步骤:1用细线系住金属块,在烧杯中倒入适量的水;2用弹簧测力计测出金属块受到的重力G;3用弹簧测力计测出金属块浸没在水中受到的拉力F;说明:若选用已知密度的金属块即可测液体的密度;5、三提法实验原理:阿基米德原理实验器材:一支弹簧秤、两个烧杯及足量的水、金属块、线、待测液体B实验步骤:1用细线系住小石块,将适量的水与液体B分别倒入两个烧杯中;2用弹簧测力计测出小石块受到的重力G3用弹簧测力计测出小石块浸没在水中受到的拉力F;4用弹簧测力计测出小石块浸没在液体B中受到的拉力F';液体B的密度:ρB=6、杠杆法实验原理:阿基米德原理、杠杆平衡原理实验器材:一根直硬棒、烧杯、金属块、线、待测液体B、刻度尺实验步骤:1、首先找一根直硬棒,用细线系在O点吊起,硬棒在水平位置平衡,2、将已知密度为ρ的金属块B挂在硬棒左端C处,另外找一个重物A挂在硬棒右端,调节重物A的位置,使硬棒在水平位置平衡,此时重物挂在硬棒上的位置为E,如图所示,用刻度尺测出OE的长度L o;水ρFGFG-'-3、把金属块B浸没在油中,把重物A从E处移动到D处时,硬棒再次在水平位置平衡;用刻度尺测出OD的长度L1;4、利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算ρ油的表达式为:说明:利用杠杆平衡条件不但能测液体密度,还能测固体密度,不过要将被测固体浸没在已知密度的液体中;7、一浮一沉法实验原理:阿基米德原理实验器材:烧杯、水实验步骤:①在量筒内倒入适量的水,记下量筒的示数为V;②使空牙膏皮漂浮在量筒中,记下量筒的示数为V1;③将空牙膏皮卷成团,把空气排除,浸没在量筒的水中,记下量筒中的水示数为V2;牙膏皮密度的表达式:分析:这道题运用的实验原理:物体的漂浮条件;所谓“一浮一沉法”,即“一浮”:当物体漂浮在液面静止时,它受到的浮力等于重力;利用物体漂浮在水中找到重力------得到物体的质量;“一沉”:利用物体沉没在水中,找到体积,则物体的密度就可以测得;8、量筒测石块密度方案1 一只溢水杯、几只小烧杯和清水,实验步骤:①在溢水杯中装满水,先将小烧杯漂浮在水面上,再将小石块轻轻放在小烧杯中,同时用另一只小烧杯承接小石块放入杯中时溢出的水,用量筒量出溢出水的体积V3;②先在量杯中倒入适量的水,读出读数V1;把小石块浸没在水中读出体积V2,玻璃球的体积为V2-V1;所测的物理量为水的体积V1,水和玻璃球的总体积V2,溢出水的体积V3;小石块的密度:方案21量筒中放适量水,把小烧杯口朝上放在量筒中漂在水面记下水面刻度V12石块轻放到小烧杯中,待水面静止记下水面刻度V23将石块从小烧杯中取出,轻投入量筒中浸没记下水面刻度V3推导及表达式:V石=V3-V2漂浮时:G=F浮=ρ水gV2-V1ρ石=G/V石g=V2-V1ρ水/V3-V1三、利用压强测密度:1、等压强法实验器材:刻度尺、两端开口的直玻璃管一端扎有橡皮膜、烧杯无刻度、适量的水、足量的牛奶、细线;实验步骤:1.烧杯中倒入适量的水;2.将适量的牛奶倒入直玻璃管中,让扎有橡皮膜的一端放在水平桌面上,如图甲,用刻度尺测出牛奶的高度h牛;3.将直玻璃管缓缓放入烧杯的水中,观察橡皮膜的凹陷程度,直到橡皮膜呈水平状态时为止;用刻度尺测出橡皮膜到水面的高度h水,如图乙;实验结果:当橡皮膜呈水平状态时,牛奶对橡皮膜向下的压强等于谁对橡皮膜向上的压强;即p牛=p水ρ牛gh牛=ρ水gh水牛奶的密度:ρ牛=水牛水ρhh水ρρ21VVVV--=。
密度的特殊测量方法密度是物体质量与体积的比值,常用的测量方法有一些特殊的方法,下面将介绍几种常见的特殊测量方法。
1.浮力法浮力法是通过物体在液体中受到的浮力来测量物体的密度。
根据阿基米德原理,当物体浸泡在液体中时,物体所受到的浮力等于其排开的液体的重量。
因此,可以将待测物体悬挂在天平上,记录下其在空气中的质量,然后将其浸入一个已知密度的液体中,记录下物体在液体中的浸泡质量。
通过浮力法可以计算出物体的密度。
2.度量密度法度量密度法通过测量物体在空气和液体中的相对浮力来计算其密度。
首先,将待测物体悬挂在天平上,记录下其在空气中的质量,然后将其浸入一个已知密度的液体中,记录下物体在液体中的浸泡质量。
根据阿基米德原理,物体在液体中所受到的浮力等于其在空气中的质量与在液体中质量之差。
通过测量相对浮力可以计算出物体的密度。
3.音速仪法音速仪法是通过测量物体对声波传播速度的影响来计算其密度。
首先,将待测物体悬挂在一根线上,然后在物体旁边以特定频率的声波进行振动。
根据声波传播的速度和谐振频率之间的关系,可以计算出物体的密度。
4.吸附法吸附法是通过观察物体对流体的吸附行为来计算其密度。
例如,可以将待测物体放置在一个已知密度的流体中。
如果物体比流体密度小,则会浮在流体表面,如果物体比流体密度大,则会下沉。
通过观察物体在流体中的位置可以判断出其相对密度。
5.共振法共振法是通过观察物体在特定频率下的共振现象来计算其密度。
一种常见的方法是通过将物体悬挂在弹簧上,然后在物体旁边以不同频率的外力作用使其振动。
当外力频率与物体固有频率相同时,物体会出现共振。
通过观察共振频率可以计算出物体的密度。
以上是一些常见的特殊测量密度的方法,每种方法都适用于不同的情况和物体的测量。
这些方法可以提供更准确的密度测量结果,尤其适用于一些特殊形状、密度较小或密度较大的物体。
在实际应用中,可以根据需要选择合适的方法进行测量。
利用浮力知识测物体密度一、利用浮力知识测固体密度1.双提法:测密度大于水的固体的密度(1)器材:弹簧测力计、细线 、烧杯、水、矿石,测矿石的密度(2)步骤:① 用细线把矿石拴好挂在弹簧测力计上,测出矿石重力为G ;② 把矿石全部浸没在水中,记下弹簧测力计的示数为F 。
(3)表达式:ρ=F G G— ρ水2.一漂一压法:测密度小于水的固体的密度(泡沫、塑料块、木块等)(1)器材:量筒、水、烧杯、木块、大头针量筒、水、细针,测木块密度(2)步骤:① 量筒中倒入适量水,记下水面对应刻度值V 1,;② 放入木块使其漂浮,记下液面对应刻度值V 2;③ 用细针把木块全部按如量筒内的水中,记下液面对应刻度值V 3。
(3)表达式:ρ= 1312V V V V ——ρ水 3.单漂法:测密度小于水的形状规则柱体的密度(1)器材:烧杯、水、细线、刻度尺,测长方体木块密度(2)步骤:① 测出木块高h 1 ,② 在烧杯中倒入适量水,把木块放入水中,测出露出水面高度h 2,(3)表达式: ρ=121h h h — ρ水 4. 一漂一沉法:测密度大于水的固体的密度,把沉底的物体变成漂浮(一)、(1)器材:量筒、细线、水、玻璃小酒杯(能放入量筒),测小酒杯的密度(2)步骤:① 量筒中倒入适量水记下液面对应刻度值V 1,,② 将小酒杯漂浮在量筒内水面上,记下液面对应刻度值V 2,③ 将小酒杯浸没在量筒内水中,记下液面对应刻度值V 3,(3)表达式:ρ=1312V V V V —— ρ水 (二)、(1)器材:量筒、细线、水、橡皮泥(密度大于水),测橡皮泥的密度(2)步骤:① 量筒中倒入适量水记下液面对应刻度值V 1,,② 将橡皮泥做成碗状,使它漂浮在量筒内水面上,记下液面对应刻度值V 2, ③ 将橡皮泥浸没在量筒内水中,记下液面对应刻度值V 3(3)表达式:ρ=1312V V V V —— ρ水 二、利用浮力知识测液体的密度1. 三提法:(1)器材:弹簧测力计、小石块、细线、2个大烧杯、盐水、水。
化学物质的密度测定密度是描述物质密集程度的物理量,它是指单位体积内物质的质量。
在化学实验中,准确测量物质的密度对于了解其性质和用途具有重要意义。
本文将介绍几种常见的化学物质密度测定方法。
一、浮力法测定密度浮力法是一种常用的测定固体密度的方法。
它基于浸没在液体中的物体所受到的浮力与其体积成正比的原理。
具体操作步骤如下:1. 准备一个容器装满液体,并记录容器和液体的质量。
2. 将待测固体轻放入容器中,确保完全浸没在液体中。
避免引入空气泡。
3. 记录浸没固体后的容器和液体的质量。
4. 根据浸没固体前后的液体体积的改变量和液体的密度计算测得固体的密度。
二、流体排出法测定密度流体排出法是一种测定液体密度的方法。
它利用容器注满液体后,通过排出液体并测量排出液体质量和体积的方式计算液体的密度。
具体操作步骤如下:1. 准备一个测量容器并确定其体积。
2. 将待测液体倒入容器中,确保排出液体不会溢出。
3. 放置容器并等待液体稳定。
4. 使用准确的工具排除一定量的液体,然后测量排出液体的质量和相应排出液体体积。
5. 根据排出液体的质量和体积计算液体的密度。
三、气体法测定密度气体法是一种用于测定气体密度的方法。
通过比较待测气体与已知气体的密度,可以得知待测气体的密度。
具体操作步骤如下:1. 准备一个玻璃管,并封闭一端。
2. 在玻璃管中注入已知密度的气体,并记录温度和压力。
3. 利用准确的工具将待测气体注入到玻璃管中。
4. 记录待测气体的温度和压力。
5. 根据已知气体和待测气体的温度、压力和摩尔比较计算待测气体的密度。
四、离心法测定密度离心法是一种用于测定溶液中溶质的密度的方法。
通过将溶液置于离心机中,利用离心力使溶质在溶液中分离,从而测量溶质的质量和体积。
具体操作步骤如下:1. 准备相同浓度的溶液,并确定溶液的总体积。
2. 将溶液倒入离心管中并放入离心机。
3. 设置适当的离心速度和时间,使溶质沉淀到离心管底部。
4. 取出离心管,在去除溶液的同时小心收集沉淀物。
浮力之多种方法测密度二、重点难点精析1. 两提法仪器:弹簧秤、水、容器一提解决质量G mg =二提解决体积F浮=G-FF V Vgρ=浮物排水=2. 三提法器材:弹簧测力计、烧杯、水、待测液体、、石块、细线A在水中所受的浮力F浮=G-F1=ρ水·g V AA 在液体中所受的浮力2·A F G F gV ρ'=-=浮液 21G F G F ρρ-=-液水得: 21G F G F ρρ-=-液水3.二漂法器材:均匀的木棒〔一端缠细铁丝〕+刻度尺+水+烧杯分析:漂浮:G =F 浮两次浮力相等ρ水·g V 排水=ρ液·g V 排液ρ水gS 木h =ρ液gS 木H h H ρρ=液水4. 一漂一沉法仪器:量筒+水+小烧杯mg =ρ水g (V 1-V 2)一漂得质量G =F 浮V = V 3-V 1一沉得体积2131V V V V ρρ-=-水三、典型例题1.在课外小组活动中,小刚将一挂在弹簧测力计下的形状不规则的石块分别浸没在水和盐水中,弹簧测力计的示数如图所示,石块在水中所受的浮力为_____________N ;盐水的密度为_____________。
解析:〔1〕石块在水中所受的浮力是1N ;〔2〕由21G F G F ρρ-=-液水得盐水的密度为1.1×103kg/m 3 2.〔2010,XX 〕小明自制土密度计并测定盐水的密度。
实验器材:刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水。
实验步骤:①在竹筷的一端缠上适量细铅丝,制成土密度计。
②用刻度尺测出竹筷的长度L 。
③把土密度计放入盛水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面以上竹筷的长度h 1〔如图所示〕。
④___________________________________________________。
请将上面实验步骤补充完整并回答下列问题:〔ρ水=1.0g/cm 3F 浮=ρ液·g V 液=G 物〕 〔1〕竹筷一端缠上铅丝,是为了_____________〔2〕密度计是利用_____________条件工作的。
沉浮实验原理
沉浮实验原理是通过浸泡固体物体于液体中,观察其在液体中的运动状态来确定物体的密度大小的实验方法。
该实验利用了物体沉浮原理,即在液体中,物体所受的浮力等于物体所排除的液体的重量,当物体的密度大于液体的密度时,物体将下沉;当物体的密度小于液体的密度时,物体将浮出液面。
基于这一原理,通过实验测量物体的浮力和重力,就可以求得物体的密度。
具体实验步骤如下:
1. 准备所需实验器材,包括称量器(天平)、容器、液体等。
2. 在容器中注入一定量的液体,并记录液体的种类和温度。
3. 用天平称量固体物体的质量,记录下物体的质量数值。
4. 将物体轻轻放入装有液体的容器中,确保其悬浮在液体中。
5. 观察物体的运动状态,若物体维持在液体中某一位置不动,则该位置即为物体的平衡位置。
6. 测量液体的体积,并计算出所排除液体的质量。
7. 根据沉浮原理,物体所受的浮力大小等于所排除液体的重量,即物体的质量减去所排除液体的质量。
8. 根据浮力和重力的关系求得物体的密度,计算方法为物体的质量除以物体的体积。
9. 重复以上实验步骤,更改液体的种类和温度,以验证结果的可靠性。
通过以上实验步骤可以得出物体的密度数值,从而可以得知物体的材质、成分等信息。
沉浮实验原理在科研、工业生产以及教学实践中具有广泛的应用价值。
浅析浮力法测密度原理说明:测量密度的原理为:ρ=m/v,实验的设计都是想办法测出质量(m)或体积(v)代入原理式中计算即可。
浮力法测密度是用浮力的知识设计实验,测出原理式ρ=m/v中的m或v,根据提供的器材我们又分为三种:①弹簧测力计法②天平法③量筒法。
下面分别举例说明:方法说明:一、弹簧测力计法1、测量工具为弹簧测力计,可测出物体的重力(G),求出质量:m=G/g,缺乏的测量工具为量筒。
无法直接测出体积V ,可用阿基米德原理间接测出V=V排=F浮/(ρ水g),代入ρ=m/v中计算即可。
2、例:给你一个弹簧测力计、细线、烧杯、适量的水测出一个金属块的密度。
步骤:①用细线拴住金属块,测出其余重力G,质量为m=G/g②再将金属块浸没入装水的烧杯中,读出此时弹簧测力计的示数F,则金属块所受的浮力为F浮=G-F,所以金属块的体积V=V排=F浮/(ρ水g)③金属块的密度计算式为:ρ=m/V=(G/g)/〖 (G-F)/ρ水g 〗=Gρ水/ (G-F)二、天平法1、提供的测量工具为天平,可测出物体的质量m,缺乏的测量工具仍为量筒,无法直接测出体积V,可用阿基米德原理间接测出V2、例:给你一架天平(含砝码)、细线、烧杯、足量的水,测出一个金属块的密度步骤:①用天平测出金属块的质量m1(图1)②在烧杯中装入适量的水,用天平测出质量m2(图2)③用细线拴住金属块,浸没入图2的水中,吊着测出此时总质量的m 3,则排出水的质量为m排=m3-m2,物体的体积V=V排=m排/ρ水=(m3-m2)/ρ水④计算式为:ρ=m/V=m1/〖(m3-m2)/ρ水〗=m1ρ水/(m3-m2)三、量筒法1、提供的测工具为量筒(或量杯),可测出物体的体积的体积V,缺乏测量工具天平,直接测出质量m,可用浮力的知识使物体漂浮,F浮=G,即m排=m,测出排开水的体积即可。
(注:测质量时,一定要让物体漂浮。
)2、例:给你一个量杯,足量的水,测出一块橡皮泥的密度步骤:①在量筒中装入适量的水,测出体积V1②将橡皮泥做成一个船形,放入量杯中漂浮,测出总体积V2,则排出水的质量m排=ρ水(V2-V1),因漂浮,所以橡皮泥的质量m=m排=ρ水(V2-V1)③将橡皮泥按入水中,测出总体积V3,则橡皮泥的体积为V=V3-V1④橡皮泥的密度计算式:ρ=m/V=(V2-V1)ρ水/(V3-V1)综上所述,浮力法测密度事实上是学习物理的一种方法——转换法,它间接利用浮力的知识解决了无法直接测量的物理量m或V,是又一个培养学生发散思维的具体例证。
一、利用浮力测固体质量的质量原理:根据物体漂浮在液面上时,F浮=G物=m物g,而F浮=液gV排,只要能测物体漂浮时的浮力,通过等量代换就能间接算出物体的质量,然后根据=m/v,求得待测物的密度。
对于不能漂浮的物体,要创造条件使其漂浮。
方法:等量代换公式变形充分利用漂浮F浮=G物的特点例1请利用一个量筒和适量的水测出一玻璃制成的小试管的密度,写出主要实验步骤和玻璃密度表达式。
分析:有量筒和水易测出试管的体积,要测其密度关键是如何通过等量代换找出质量。
空试管能漂浮在水面上F浮=G物,算出浮力就知道重力和质量.实验步骤:(如下图)(1)在量筒中倒入适量水,记下水面对应刻度V1.(2)将小试管放进量筒使其漂浮,记下水面对应刻度V2。
(3)将小试管沉浮在量筒里的水中,记下水面对应刻度V3.表达式:玻=拓展:利用上题中的器材,如何测出沙子的密度。
分析:沙子的密度大于水,要创造条件使其漂浮(将沙子放进漂浮的试管里),沙子重力等于试管增大的浮力。
实验步骤见图:表达式:其实上题中的试管就相当于浮力秤,将被测物放进漂浮的试管,增加的浮力即为被测物重力,G物=水g(V2—V1)。
“曹冲称象”也是利用这个原理测质量,使船两次浸入水中的深度相同,所受浮力相同,于是大象重等于石头重。
对于密度大于水的橡皮泥,可做成船状使其漂浮,测出V排算出浮力得到质量,再使其下沉测出体积,可算出密度。
二、利用浮力测固体物质的体积原理:根据F浮=液gV排得V排=,浸没时V排=V物,测出其浸没时受到的浮力,可计算物体排开液体的体积,即为物体体积.方法:等量代换公式变形充分利用浸没V排=V物的特点例 2 小新能利用的器材有:弹簧秤、大口溢水杯、口径较小的量筒、细线和足量的水,他要测量一石块的密度,请你写出他能用的两种方法并写出所测石块密度的表达式。
分析:用弹簧秤很容易测出石块的重力得到质量,但由于量筒口径较小,无法直接测出石块体积.若能测出其浸没时受到的浮力,根据F浮=ρ液gV排得V排=,浸没V排=V物可得石块体积。
用浮力测密度的几种方法浮力测密度是一种常用的测定物体密度的方法,基于浸入液体中的物体所受的浮力与其体积和密度之间的关系。
以下是几种常见的浮力测密度的方法:1.饱满法(容器法):这是一种基本的浮力测密度方法,适用于测量密度较小的固体样品。
首先,将一个容器(如烧杯或容量瓶)装满液体,并记录液体的密度。
置入样品后,测量液体中的上升量,即为样品的体积。
根据浮力公式F=ρVg(F为浮力,ρ为液体的密度,V为上升的体积,g为重力加速度),可以计算出样品的密度。
2.轻质法:该方法适用于测量密度较小的液体和浮于液体表面的固体样品。
首先,将称量好的液体样品放置在盛有液体的计量容器中,记录液体的密度。
然后,将要测定密度的固体样品轻轻放置在液体表面,等待其达到浮性平衡。
根据浮力公式可计算出样品的密度。
3.浸水排出法:该方法适用于测量密度较大的固体样品。
先测量样品在空气中的重量,然后将其完全浸入一个已知密度的液体中,例如水。
之后,记录固体样本完全浸入液体后的体积,以及样品悬挂在液中排出的液体体积,根据体积变化和排出液体的密度,可以计算出样品的密度。
4.弹簧浮子法:该方法适用于测量浮力较大的液体。
使用弹簧浮子,其浮力与液体中的浸入部分的体积成正比,并通过与浮动浮子相连的测力传感器测量浮子所受的浮力。
结合弹簧的刚度和拉力计的读数,可以通过浮力公式计算出液体密度。
5.振荡法:这是一种用于测定粒状物料密度的方法。
通过振动装置将样品弹出一定高度,然后测量样品振动的周期,可以根据振动周期和物料的物理参数来计算出其密度。
总而言之,浮力测密度是一种简单而有效的密度测量方法,不同的方法适用于不同的物质和实验条件。
在应用浮力测密度方法时,需要注意操作的准确性和实验条件的控制,以确保测量结果的精确性。
利用浮力测密度的六种方法
1. Archimedes定律法:将待测物体放入水中测量位于水中和浸水后浮起水平面之间的高度差,再根据Archimedes定律来计算其密度。
2. 密度瓶法:将已知密度溶液装入密度瓶中,并称重,再将待测物体放入密度瓶中测量深度差,然后用密度瓶重量减去溶液重量来计算物体重量,从而计算其密度。
3. 浸水重法:将待测物体悬挂于天平上,先测量物体质量,再将其浸入水中进行测量,用物体质量减去浸水后的重量,再除以物体体积来计算物体密度。
4. 质量比法:用已知密度物质(如水)将待测物体浸入,并测量物体和物质的质量,然后用物体和物质质量的比来计算物体的密度。
5. 倾斜法:利用倾斜装置,将待测物体倾斜至倾斜角度,测量物体和框架的重量,从而计算物体密度。
6. 倒置法:将待测物体浸入水中并放入一个漏斗中,在物体上方装上压力计,使物体处于平衡状态,测量压力计读数,再除以物体体积来计算物体密度。
如何用浮力知识测定物质的密度
摘要:在初中物理的教学中,物体密度的测定是一个很重要的内容,把物体密度的测定与浮力知识联系起来,对学生理解物体的密度与学习浮力知识起到重要的作用,下面就用浮力知识测定物质的密度谈谈自己的看法。
关键词:初中物理;浮力知识;密度
方法二:
器材:“溢水杯、水、量筒、木块”或器材“柱形容器、刻度尺、水、木块”。
解析:在以上所给的两类器材中,因为木块在水中漂浮,我们可以利用溢水杯、水、量筒或柱形容器、刻度尺、水直接测出木块在水中漂浮时排开水的体积,求出木块的质量。
利用细针或手把木块压入水中,用所给器材测出木块的体积,然后求出木块的密度。
练习:
给出下列器材:溢水杯、水、量筒、橡皮泥。
如何测橡皮泥的密度?
利用浮力知识测量物质的密度能提高学生对知识的迁移能力,把知识进行归类,使学生能够举一反三,
触类旁通,加深对密度、浮力及相关知识的理解。