计算物体密度的十种方法.docVIP

物体密度的十种求法 　　　　 　　在长期的教学实践中，笔者综合及自行设计，共整理出求物体密度的十种方法（不包括定义公式法及用密度计直接测量法）。这些方法有其可行性，因而具有实用性；对中学生来说，有一定的思维性、启发性和综合性，对提高思维能力、动手能力会有帮助的，现介绍如下。 　　一、浸没法 　　若固体的密度大于已知液体的密度，可用浸没法求得固体的密度。 　　先测出固体在空气中的重量G1（以后凡在空气中测的重量，均忽略空气浮力的影响），其次测出固体浸没在已知密度的液体中的重量G2即可。 　　因为固体在液体中所受的浮力，等于固体在液体中减少的重量，故 　　F浮=ρ液gV固=G1-G2 　 　　 　　二、悬浮法（或零重量法） 　　此法也用来测固体的密度。所谓悬浮法，就是将固体浸没在已知密度的液体中，若固体能在液体内部任意处悬浮，则固体所受浮力！定等于物体的重量，即相当于固体取代了固体所占空间的那部分液体，其密度必然相等，此即悬浮法求密度。此法之所以又称零重量法，是指用秤测浸没在液体中的固体重量时，若示数为零，则说明固体所受的浮力等于固体的重量，其密度相等。即ρ固＝ρ液 　　三、沉锤法 　　此法用来测密度较小的固体。 　　固体的密度如果小于已知液体的密度，则固体会漂浮在液面上。 　　欲测其密度可用沉锤法，如图（1）所示。 　 　　首先测出被测物体在空气中的重量G1，然后在被测物下面系一密度远大于已知液体密度的重物，作为沉锤。将沉锤浸没在已知液体中，测出它和被测物的总重量G2，最后再给容器中注入同种液体直至淹没被测物体，测出这时的总重量G3，则物体的密度可求。 　　从测得的G2、G3可知被测物在液体中所受的浮力等于它们重量的减少量，即 　　F浮=G2-G3 　 　　 　　四、漂浮法 　　固体的密度如果小于已知液体的密度，固体的密度除用沉锤法求出外，还可用漂浮法求出。 　　首先测出固体的体积V固，然后将固体漂浮在已知密度液体的液面上，待稳定后测算出固体浸入到液体内的那部分体积V’’即可。 　　因为 F浮=G固 　　即 ρ液gV’’=ρ固gV固 　 　　 　　注：测算V固、V’’，对于规则物体是容易的，此不赘述。对于不规则的物体，其V固可仿照图（l）在量杯或量筒中进行测量：给量筒注入适量的液体将沉锤淹没，读取液面所到处的体积VI，然后下移沉锤和被测物直至将被测物淹没，再读取液面上升后的体积VII，则VII－VI即为被测固体的体积V固。欲V’’，可先在量筒内注入适量已知密度的该种液体，读取液体的体积V’I，然后将被测物漂浮于液面，再读取液体的体积V’II，则V’II-V’I即为固体浸入到液体内的那部分体积V’’。此法对规则物体的V固及V’’测量，当然也是成立的。 　　五、密度瓶法 　　此法是取一空瓶，测其重量为G1，然后将被测物（碎块、碎片或颗粒）放入瓶内，测出总重量为G2，接着给瓶内注满水，测出总重量为G3，最后将瓶内被测物倒出，再注满水测出总重量G4，则被测物的密度可求。 　　空瓶注满水后,瓶内水的重量是G水＝G4-G1；瓶内放入被测物且又注满 　　G水－G’水,于是可求出所排开水的体积也即被测物的体积 　 　　　 　　 　　 　　六、简易密度计法 　　此法是用一根一端封闭的粗细均匀的直玻璃管，在管的两端之间刻好长度刻度，然后给管内小心地放入适量的铅粒，便作成一支简易密度计，用以测量液体的密度。 　　将密度计插入水中，读取露出水面部分的管长l1，再将密度计放入待测密度的液体中，读取露出液面部分的管长l2，则液体的密度可求。 　　设密度计的总长为l，截面积为S。因密度计在已知液体（水）中所受的浮力与在待测密度的液体中所受的浮力，都等于密度计的重量，故两次的浮力相等。 　　从而 　　ρ水g(l-l1)S=ρ液g(l-l2)S 　　所以 　 　　注：若密度计上事先未作出长度刻度，只要在测量中直接量出l1、l2及l即可。 　　七、比较法 　　此法是先测出某一物体在空气中的重量G1，其次测出该物体浸没在已知密度液体中的重量G2，再测出物体浸没在未知密度液体中的重量G3，可通过比较求出未知液体的密度。 　　因为物体在已知液体和未知液体中所受的浮力，分别等于物体在已知液体和未知液体中重量的减少量 　　F1＝G1－G2 　　F2＝G1－G3 　　从而 　　ρ1gV物=G1-G2 　　ρ2gV物=G1-G3 　　两式相比（较）即得 　 　　八、海尔法 　　此法是科学家海尔利用液体压强和大气压强来测量液体密度的方法。 　　如图（2）所示。在容器A、B中分别盛有已知密度ρA。和未知密度ρB的液体，插入门形管后，从G处适当抽走管内的空气，使两臂中的液体上升一定的高度，设分别为hA和hB，则未知液体的密度可求。 　 　　A.B管中气体、液体与管外大气的压强平