人教版物理八年级下册《利用浮力知识测量物质的密度》浮力

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--=。

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。

《用浮力知识求固体或液体的密度》归纳用浮力知识求固体和液体密度的情况，可分为有四类。

固体密度分为两类：（1）放入液体中漂浮的固体 （2）放入液体中下沉的固体 液体密度分为两类：（1）利用固体放入待测液体中漂浮时，求待测液体的密度 （2）利用固体放入待测液体中下沉时，求待测液体的密度其中要充分利用水的密度已知这一有利条件，1克水的体积是1cm 3；反之，1cm 3的水的质量就是1克。

知道水的质量就相当于知道了水的体积；反过来，知道了水的体积相当于知道了水的质量。

在解决浮力问题时，要巧借水的体积来代替物体的体积，巧借水的质量来代替物体的质量。

一测固体的密度1、轻的固体(漂浮法)：放在液体中漂浮的固体因为：F G =浮物又，F V g ρ=浮液排 G V g ρ=物物物 所以：V V ρρ=液排物物 即： V V ρρ=排物液物例如：一个木块静止在水中时， 有2/5的体积露出水面，则木块的密度是2、重的固体：放在液体中下沉的固体a 、测出重物在空气中的重力记为G ；b 、 测出完全浸没在液体（一般情况是水）中时，弹簧测力计的示数F 拉； 因为：Gm g=V V =物排 又因为： F G F V g gρρ-==浮拉排液液 所以： G m G V G F g G F gρρρ===--物液拉拉液 即：G G F ρρ=-物液拉例如：用细线系住一个金属块挂在弹簧测力计下称重为6N ，把金属块刚好浸没于水中，弹簧测力计的示数为4N ，则此金属块的密度为二、测液体的密度1、放入待测液体中漂浮的情况(漂浮法)：固体在待测液体中漂浮物体在水中的浮力： F G =水 物体在另一种待测液体中的浮力：F G=液 所以：F F =水液 即：V V g g ρρ=水排水液排液V V ρρ=水排水液排液 化简有： V =V ρρ排水液水排液 即：液体的密度：V=V ρρ排水液水排液例如：一个木块静止在水中时， 有2/5的体积露出水面，放入另一种液体中静止时正好有1/4的体积露出液面，则这种液体的密度是2、放入待测液体中下沉的情况：固体在待测液体中下沉a 、测物体在空气中的重力记为Gb 、测该物体完全浸没在水中时的拉力记为F 1c 、测该物体完全浸没在待测液体中时的拉力记为F2 在水中时： 1G F F gV gV ρρ-===浮水排水水 在待测液体中时：2G F F gV gV ρρ-===浮液排液液两式相除得：12G F G F ρρ-=-水液所以： 21G F G F ρρ-=-液水 即：待测液体的密度： 21G F G F ρρ-=-液水例如：一个金属块用细线系住挂在弹簧测力计下称重为6N ，把金属块刚好浸没于水中，弹簧测力计的示数为4N ，把金属块刚好浸没于另一种液体中，弹簧测力计的示数为4.5N ，则这种液体的密度是三、只用天平与烧杯（或溢水杯）求物体密度。