测定液体的密度

测量固体和液体的密度物理实验三固体和液体的密度测定实验三固体和液体的密度测定【实验目的】1.了解物理天平的构造原理，掌握其调整和使用方法。

2.学习用流体静力称衡法测定不规则固体的密度。

3.了解比重瓶测密度的原理，掌握其使用方法。

【实验仪器】物理天平、砝码、比重瓶、铝块、石蜡块、酒精、水、细线。

【实验原理】若一个物体的质量为m，体积为V，则其密度为mV （1）可见，通过测定m和V可求出ρ，m可用物理天平精确称量，而物体体积的精确测量在密度测量中是个主要问题，可根据实际情况，采用不同的测量方法。

（一）流体静力称衡法测不规则固体的密度浸在液体中的物体要受到向上的浮力。

根据阿基米德原理，物体在液体中受到的浮力，等于它所排开液体的重量F0Vg （2）式中0是液体的密度；当物体全部浸没在液体中时，排开液体的体积V就是物体的体积；g为重力加速度。

如果将固体物体（如待测的铝块）分别在空气中和全部浸没在液体（纯净水）中称衡，可得到两个重量mg和m1g，此时物体在液体中受到的浮力为F mg m1g0Vg （3）由此可得，物体的密度mm m1 （4）式中m是物体在空气中称衡时相应的质量；m1是物体全部浸没在液体中称衡时相应的质量。

如果被测物体的密度小于液体的密度（如待测的蜡块），为使被测物体全部浸没在液体中，可采用在被测物体下面拴一重物的方法[如图1]。

实验时，分别进行三次称衡。

首先在空气中直接称衡被测物体的质量m0。

再将被测物体置于液面之上，而重物全部浸没在液体中称衡[如图1（a）]，此时天平砝码质量为m2。

最后把被测物体连同重物一起全部浸没在液体中，进行称衡[如图1（b）]，此时天平砝码质量为m3。

则物体在液体中所受浮力为F(m2m3)g0Vg （5）因此，物体密度为m0m2m3 （6）（二）比重瓶法测定液体密度对液体密度的测定可用流体静力“称量法”，也可用“比重瓶法”。

比重瓶如图2所示。

在比重瓶注满液体后，当用中间有毛细管的塞子塞住时，多余的液体就从毛细管溢出，这样瓶内盛有的液体的体积就是固定的。

测定液体密度的几种方法1.浮标法浮标法是最常用的测量液体密度的方法之一、首先将待测液体倒入一个容器中，然后加入一个浮标，如一个玻璃球或金属球。

当浮标静止在液体中时，通过测量浮标下沉的深度来计算液体密度。

通过实验可以发现，浮标下沉的深度与液体的密度成正比，与浮标的体积成反比。

2.比重瓶法比重瓶法是一种精确测量液体密度的方法。

它通常使用一个称为比重瓶的玻璃容器。

首先，精确称量比重瓶的质量，然后将比重瓶加满待测液体，并记录液位。

接下来，将比重瓶的盖子严密封闭，并将其置于一个温度控制的水浴中。

当液体和比重瓶达到平衡时，再次记录液位。

最后，通过比较两次记录的液位差和比重瓶的质量来计算液体的密度。

3.密度计法密度计也是一种常用的测量液体密度的方法。

密度计通常由一个玻璃制成的小漏斗和一个精确的称重杆组成。

首先将密度计浸入待测液体中，待密度计中无气泡产生后，通过读取密度计上的刻度来确定液体的密度。

密度计法特别适用于测量腐蚀性液体或含有固体颗粒的液体的密度。

4.振荡管法振荡管法是一种通过测量振荡管的共鸣频率来计算液体密度的方法。

振荡管是一个空心管，两端开口，可通过改变其长度和悬挂于一根金属线上的总质量来改变其共振频率。

首先，将振荡管浸入待测液体中，并通过改变振荡管的长度，使其达到共振状态，即发出清晰的声音。

然后，通过测量共振频率和计算公式，可以计算出液体的密度。

5.均匀振荡法在均匀振荡法中，待测液体被装入一个容器中，并放置在一个均匀振动的设备上。

通过测量液体在振动状态下的共振频率和振幅，可以计算出液体的密度。

这种方法适用于低粘度液体的密度测量。

以上是几种常用的测定液体密度的方法。

具体选择哪种方法取决于实验条件、液体性质和仪器设备的可用性等因素。

在进行密度测量时，要注意准确测量相关参数，并进行适当的校正和验证以提高测量的精确性和可靠性。

液体密度测量原理
液体密度测量原理是通过实验方法或计算方法来确定液体的质量与体积之间的关系，并以此计算出液体的密度。

实验方法一般使用比重瓶法或浮标法进行测量。

比重瓶法是将一定容积的比重瓶称满待测液体，并测量质量，然后再以水称满比重瓶，测量质量。

通过比较两次质量的差异，可以求解得到液体的质量。

而浮标法则是将一个已知密度的浮标放入待测液体中，测量浮标的浸没深度，通过已知浮标的体积和质量，结合阿基米德原理，可以求解得到液体的质量。

计算方法一般使用密度计算公式：密度 = 质量 / 体积。

通过测
量液体的质量和体积，利用该公式可以计算出液体的密度。

需要注意的是，在实验或计算中，温度对液体的密度会有影响。

因此，需要进行温度校正，将测量结果转换为标准温度下的密度值。

一般标准温度为20℃或25℃。

液体密度测量原理的核心是通过测量液体的质量和体积来确定密度，从而得到液体的样品性质及特征。

液体密度是液体的基本性质之一，对于许多领域的科学研究和工程应用都有重要意义。

密度的测定的三种基本方法一：质量体积法——测定密度的基本方法根据密度的定义ρ=m/v可知：只要能测出物体的质量和体积，就可以计算出物质的密度。

这种方法用到的主要测量工具是天平和量筒。

下面分固体和液体两种情况加以分析。

1：固体密度的测定1、先测质量后测体积？（1）如果物块可以沉于水中：先在量筒中放入适量的水，记下体积V1，然后用细线系好待测物块慢慢放入水中浸没，并且抖动几下细线，排去物块周围吸附的气泡，读出总体积V2，则物块的体积V=V2-V1（放入物块时不能有水溅出）。

（2）如果物块不能沉于水中：一种方法可以用细铁丝或小钢针将物块按入水中，其它方法同上。

还可以用小铁块辅助下沉法：先用细线系好小铁块放入量筒的水中，记下总体积V1，然后取出小铁块并和待测物块捆在一起放入量筒的水中，记下总体积V2，待测物块的体积是V=V2-V1（这种方法要保证不要有水损失）。

（3）如果待测物体溶解于水时，可以考虑用细砂或其它粉状物体来代替水完成体积的测定，既让待测物块“浸没”在细砂等粉状物体中。

当然，上面所说的物块都是比较小的。

如果是测量铅球的密度怎么办呢？用天平和量筒是肯定不行的。

我们必须用生活中的杆秤或磅秤来测量质量；用溢水杯、烧杯、水才能测量它的体积：取一只大小合适的溢水杯并装满水，然后将待测物块放入水中，用烧杯接住溢出的水，再用量筒分次测出水的总体积，就是铅球的体积。

2：液体密度的测定考虑到液体很难从容器中完全倒出而造成的误差，我们可以先将烧杯中装有适量的待测液体，用调节好的天平测出它的总质量M1，然后将部分液体倒入量筒中（最好使体积为整数，方便密度的计算），读出体积V，最后再测出烧杯及剩余液体的总质量M2，则液体的密度ρ=（M1-M2）/V。

假如先测液体体积，然后将液体倒入烧杯中测质量，会由于液体倒不干净而使质量测量值偏小。

3：没有量筒时的密度测定由于水的密度是已知的，在缺少量筒时我们可以用水、烧杯、天平来代替量筒完成体积的测定。

测定液体密度的方法总结方法一1．用天平称出烧杯质量m1，用量筒或量杯量出一定体积V的液体，将液体倒入烧杯中。

2．再用天平称出烧杯与液体的总质量m2，则液体质量m＝m2一m1。

3．用密度公式求出该液体的密度。

方法二原理：浮在液体中的物体，浮力与重力平衡。

设平底玻璃管的底面积为S，浸入液体中的深度为h，则排开的液体重为ρ液gsh（如右图）。

同一支平底玻璃管在两种不同的液体中受到的浮力相等，则，从式中可以看出，玻璃管浸入液体的深度与液体的密度成反比。

方法三与上边实验原理相同的另一种实验方法：两端开口的玻璃管，在下端扎上有弹性的薄膜，扎时应注意松紧合适。

将被测液体注入管子内一定高度，薄膜会向外突出，玻璃管插入盛有清水的玻璃缸内（如右图）。

随着插入水中深度的增加，薄膜突出程度减小。

当插到一定深度时，薄膜变平，即管内液体对薄膜向下的压强和缸内水对薄膜向上的压强相等。

然后另一学生用刻度尺量出管内液柱高度h1，和从薄膜平面算起水的高度h2（或者事先gh2=ρ在玻璃管、缸外贴上带刻度的方格纸），有ρ液gh1水方法四：器材：天平和砝码、量筒、烧杯、盐水实验步骤：①用天平测烧杯和盐水的总质量m1，然后倒入量筒中一部分；②用天平测烧杯和剩余盐水的质量m2；③算出量筒中盐水的质量m＝m1－m2；④读出量筒中盐水的体积V；⑤根据ρ＝m/V算出盐水的密度。

方法五器材：烧杯、天平和砝码、纯水、盐水、记号笔分析：在没有量筒、液体体积无法直接测量时，往往需要借助于等体积的水，水的密度是已知的，在体积相等时，两种物质的质量之比等于它们的密度之比。

实验步骤：①用天平测出空烧杯质量m0；②用烧杯取一定量的水，用记号笔在液面处记下记号，并用天平测出水和烧杯总质量m1；③再用烧杯取与水等体积的盐水(盐水液面与记号处相平)，并用天平测出盐水和烧杯总质量m2;④纯水和盐水体积相等，ρ盐水/ρ水＝(m2－m0)/(m1－m0)，得盐水密度ρ盐水。

测密度的方法测量密度的方法颇多,在此略略介绍几种测量密度的方法,供大家参考。

一、利用密度计测密度测量液体的密度时，可将密度计放入待测液体中〔液体应有足够的深度〕，待密度计稳定后，可直接从密度计上读出液体的密度。

二、利用密度的定义测物质的密度由密度的定义式ρ=m/v可知，要求到物质的密度，必需先直接或间接测出物体的质量和体积，再根据ρ=m/v计算出物质的密度。

其测量的方法有：〔一〕有天平，有量筒测物质的密度例1：现有天平、量筒、细线、水和金属块，请说出测金属块密度的办法和表达式。

过程与方法：(1)、用天平称出金属块的质量m；(2)、在量筒中加适量水，记下水面所对刻度V1；(3)、用细绳系住金属块放入量筒中，记下水面上升后所对刻度V2。

表达式：ρ=m/〔V2-V1〕例2：现有天平、量筒、烧杯和盐水，如何测出盐水的密度？写出其表达式。

过程与方法：(1)、在烧杯中装入适量的盐水，用天平测出其总质量m1；(2)、将烧杯中的盐水倒部分到量筒中，再用天平测出剩下的盐水与烧杯的总质量m2；(3)、测出量筒中盐水的体积V。

表达式：ρ=(m1-m2)/V例3：现有天平，量筒、河沙、水、生石灰能否用上述器材测出生石灰的密度，写出其表达式。

过程与方法：(1)、用天平测出生石灰的质量m；(2)在量筒中装入适量河沙，将生石灰放入量筒后再向量筒中放入适量的河沙，记下这时的体积V1；(3)、取出生石灰后，记下这时的体积V2。

表达式：ρ=m/(V2-V1)说明：对于生石灰这类会与水反应的物质，不能选择“排水法〞测体积，只可用“排沙法〞，“排油法〞等方法测体积。

例4：现有石蜡块、水、针、天平、量筒，试测出石蜡的密度。

过程与方法：(1)、用天平测出石蜡块的质量m；(2)、在量筒中装入适量的水，记下这时的体积V1；(3)、用针扎石蜡块让其浸没量筒里的水中，记下这时量筒里的体积V2。

表达式：ρ=m/〔V2-V1〕说明：对于漂浮物体，虽不能直接用排水法测物体体积，但可采用针扎或下吊重物拉的方法让其浸没水中来测出其体积，从而测出其密度。

密度瓶法操作方法
密度瓶法是一种常用的测定液体密度的方法，通常分为以下几个步骤：
1. 准备两个密度瓶，一个为空瓶，另一个装有待测液体。

确保两个瓶均干净，无残留物。

2. 用天平称量空瓶的质量，记录下来。

然后将待测液体慢慢倒入装有待测液体的瓶中，直至液体略微溢出瓶口。

确保液体沿瓶壁顺利流下，不产生气泡。

3. 用滴管等工具将溢出的液体慢慢清除，使瓶口与液体表面齐平。

这时液体的质量等于“有液体的瓶”的总质量减去“空瓶”的质量。

4. 根据天平称量“有液体的瓶”的质量，记录下来。

5. 计算液体的密度。

液体的密度等于液体的质量除以液体的体积。

注意事项：
- 在进行测量前，先确定密度瓶的体积。

- 倒液体时要小心，避免溅出和气泡产生，保持瓶口干净。

- 在去除溢出液体时要仔细，确保液体表面平整。

- 测量精度可以提高，可进行多次测量，取平均值作为最终结果。

- 如果液体比较挥发，应在稍微倒液体后立即封闭瓶口，以减少液体挥发对测量
结果的影响。

请注意，密度的计算应基于密度瓶和测量工具的精度和准确性，并且在不同温度下的密度可能会发生变化，因此在比较和分析不同样品的密度时，应尽量在相同的实验环境下进行测量。

密度的特殊测量纵观多年的中考试卷，密度是中考的一个重点，同时又是中考的热点，密度的考查主要以操作性的实验题型出现，在考查知识的同时兼顾实验操作技能的考查，按照教科书，根据密度的计算公式ρ＝m/v，利用天平和量筒，分别测出被测物的质量m和体积v，则可算出被测物的密度，这是最基本的测定物质密度的方法。

近年来的中考试题，则往往是天平、量筒不会同时具备，此时只要适当有些辅助器材，同样可以完成测定物质的密度，现将几种测定物质密度的特殊方法提供如下：一、测定液体的密度1、有天平、无量筒辅助器材：盛装液体的容器（如玻璃杯）、足够的水。

步骤：（1）用天平测定玻璃杯的质量m1；（2）将玻璃杯盛满水测出杯和水的质量m2，则玻璃杯的容积v杯＝v水＝(m2-m1)/ρ水；（3）将杯内水倒尽盛满待测液体，则v液＝v杯＝v水，用天平测出杯和液体的质量m3；则被测液体的密度为：ρ液＝m液/v液＝（m3-m1）ρ水/(m2-m1)该方法主要是利用水的密度找体积，同时抓住体积为一定值进行测量。

2、有量筒、无天平辅助器材：盛装液体的容器如小杯子（直径小于量筒直径）、足够的水。

步骤：（1）在量筒内盛适量的水，将空杯放入量筒内漂浮，记下此时量筒内水面到达的刻度v1；（2）将适量待测液体倒入杯内（杯漂浮），记下此时量筒内水面到达的刻度v2；则被测液体的重：G液＝F浮＝ρ水g(v2-v1) m液＝G液/g=ρ水(v2-v1)（3）将量筒内水倒尽，再将杯内液体倒入量筒内测出体积为v液；则被测液体的密度：ρ液＝（v2-v1）ρ水/v液。

该法重在利用漂浮找质量（F浮＝G物漂浮）。

3、无量筒、无天平（1）辅助器材：较大柱形容器、大小玻璃杯各一个（直径小于柱形容器直径）、足够的水、刻度尺。

步骤：①在柱形容器内盛入适量的水，将大杯放入水面漂浮，用刻度尺测出此时容器内水面到达的高度h1；②用小杯盛满水倒入大杯内（大杯仍漂浮），测出此时容器内水到达的高度h2,设柱体容器的底面积为s；则小杯的容积v杯＝v排＝s(h2-h1)；③将大杯内水倒尽，用小杯盛满待测液体；则v液＝v杯，将液体倒入大杯放入柱形容器内（大杯仍漂浮）测出此时容器内水面到达的高度h3；则：G液＝F浮＝ρ水gs(h3-h1) m液＝ρ水s(h3-h1)被测液体的密度ρ液＝(h3-h1)ρ水/(h2-h1)该方法主要抓柱形容器横截面是定值找体积，利用漂浮找质量。

实验三 固体和液体的密度测定【实验目的】1．熟练掌握物理天平的构造原理及调整和使用方法。

2．掌握液体静力“称量法”测定固体和液体密度。

【实验原理】若一个物体的质量为m ，体积为V ，则其密度为Vm =ρ （3-1） 可见，通过测定m 和V 可求出ρ，m 可用物理天平称量，而物体体积则可根据实际情况，采用不同的测量方法。

对于形状规则、密度均匀的固体，可用游标卡尺之类的量具测量其线度，再用公式计算其体积。

对于形状不规则的物体、小粒状固体、液体，可用下述方法测量其体积，从而计算出它的密度。

1．用液体静力“称量法”测量密度（1）固体密度的测量（a ）能沉于水中的固体密度的测定所谓液体静力“称量法”，即先用天平称被测物体在空气中质量m 1，然后将物体浸没在水中，称出其在水中的质量m 2，如图3－1所示，则物体在水中受到的浮力为 F ＝ (m 1－m 2)g （3-2） 根据阿基米德原理，浸没在液体中的物体所受浮力的大小等于物体所排开液体的重量。

因此，可以推出F ＝ρ0Vg （3-3） 其中ρ0为液体的密度（本实验中采用的液体为水）；V 是排开液体的体积亦即物体的体积。

联立（3-2）和（3-3）式可以得21ρm m V -= （3-4） 由此得 1012m m m ρρ=- （3-5） （b ）浮于液体中固体的密度测定待测物体的密度比液体小时，可采用加“助沉物”的办法，如图3-2所示，“助沉物”在液体中而待测物在空气中，称量时砝码质量为m 1。

待测物体和“助沉物”都浸入液体中称量时如图3-3所示，砝码质量为m 2，因此物体所受浮力为(m 1－m 2)g。

若物体在空气中称量时的砝码质量为m ，物体密度为012m m m ρρ=- （3-6）（2）液体密度的测量若某固体在空气中用天平称量的质量为m 1，浸没在水中的视质量为m 2，浸没在待测液体中的视质量为m 3，设固体的体积为V ，室温下水的密度为ρ0，待测液体的密度为ρ液，按阿基米德原理，可得120m g m g V g ρ-= 和13m g m g V g ρ-=液 由上二式得13012m m ρρm m -=-液 （3-7） 由此可见，液体静力“称量法”测密度的实质，是利用阿基米德原理，将对体积的测量，变为对质量的测量，因为质量可用天平直接测量，并且可按实际需要选用物理天平或分析天平来较准确地测量，因此这种方法具有比较简单和可靠的优点，特别是对于外形不规则的固体更为适用。

测定液体的密度的实验报告测定液体的密度的实验报告引言：密度是物质的一种重要性质，它描述了物质单位体积内所包含的质量。

在科学研究和工业生产中，测定液体的密度是一项常见的实验任务。

本实验旨在通过测量液体的质量和体积，计算出液体的密度，并探讨实验中可能存在的误差来源。

实验步骤：1. 准备实验器材：天平、量筒、试管等。

2. 首先，使用天平称取一定质量的空量筒，记录其质量。

3. 将待测液体缓慢倒入量筒中，直至液体的表面接触到量筒的刻度线，记录液体的体积。

4. 使用天平称取装有液体的量筒，记录液体和量筒的总质量。

5. 计算液体的质量：液体和量筒的总质量减去空量筒的质量。

6. 计算液体的密度：液体的质量除以液体的体积。

实验结果：根据实验步骤测量得到的数据，我们可以计算出液体的密度。

例如，测得液体的质量为50g，体积为25ml，则液体的密度为2g/ml。

讨论：1. 误差来源：a. 天平的误差：天平的精度和准确度会对实验结果产生影响。

使用更精确的天平可以减小误差。

b. 量筒的误差：由于量筒的刻度线有限，读数时可能存在一定的误差。

使用更精确的仪器，如比重计，可以提高测量的准确性。

c. 液体温度的影响：液体的密度与温度密切相关。

在实验过程中，应尽量控制液体的温度，或者进行温度修正以减小误差。

2. 实验的改进：a. 重复测量：进行多次测量，取平均值可以提高实验的准确性。

b. 使用比重计：比重计是一种更精确的测量液体密度的仪器，可以减小人为误差。

c. 控制温度：在实验过程中，可以使用恒温水浴等方法，控制液体的温度，以减小温度对密度测量的影响。

结论：通过本实验，我们成功地测量了液体的密度，并讨论了实验中可能存在的误差来源。

在今后的实验中，我们应该注意控制实验条件，使用更精确的仪器，并进行多次测量以提高实验结果的准确性。

密度的测量对于科学研究和工业生产具有重要意义，我们应该继续深入研究和应用。