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多种方法求物体的密度

2019-06-13 17:13阅读:
多种方法求物体的密度
小仵的天空

物体的密度是力学部分重要的物理量,密度反应物体的构造特征,与物体的质量体积相关,而质量又与物体的重力有关,从而可以通过重力与初中阶段常见的压力 压强 浮力 机械等产生关联,所以物体的密度的测定方法众多,也是中考实验命题的重要来源。
测定物体密度的方法很多,下面我们谈谈常见的测物体密度的方法。
1. 定义法测物体的密度。
ρ=m/V,测出物体的质量和体积,就可以算出物体的密度。
这种方法的核心是分别测出物体的质量和体积,其中质量的测算有两种方法:即利用天平直接测出物体的质量;利用弹簧秤测出物体的重力G,再利用G=mg计算出物体的质量即可。
体积的测量通常也有两种,第一种方法是通过量筒和水,利用排水法测出物体的体积;第二种方法是对于规则形状的固体利用刻度尺测出它的长宽高后,计算出它的体积。
另外对于特殊的情况还需要做一些特殊的处理:
如果固体密度小于水的密度,则需要用在天平 量筒之外再加一个细长针,用长针将物块压入水中,测出水变化的体积作为物体的体积,在测算出物体的密度。
固体是容易溶于水中的固体时,如方糖块,可以用在方糖块外包裹玻璃纸的方法防止进水,然后没入量杯的水中测量物体的体积。

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2.变求密度为求浮力法。
涉及浮力的密度计算时,除了可以利用密度的定义法进行测算之外,还可以将求密度的问题转换为浮力的计算,起到事半功倍的作用。
具体的操作步骤是,先判断物体的浮沉状态选合适的方法列出浮力的计算式,接着再利用阿基米德原理列一次浮力的计算式,两者联立成方程组即可求出物体的密度。
2.一个木块放在水中静止时有2/5体积露出水面,求木块的密度。
分析:物体处于漂浮状态,可知:F=G
据阿基米德原理可得:F=ρgV
木头的重力为: G= ρgV
由已知可得: V=3/5 V
解方程组可得:ρ=0.6*103kg/m3
3 一金属块没入水中的重是它在空气中重的3/4,求金属块的密度。
分析:金属块在水中和在空气中重力的差值即为其所受的浮力:
F=G-G’=1/4G
由阿基米德原理可知:F=ρgV
金属的重力: G=ρgV
解以上方程组可得:ρ=4*103kg/m3

3. 利用杠杆平衡条件列方程求密度。
4. 小东想估测出金属块B的密度ρB,他手边的测量工具只有刻度尺。小东利用身边的器材设计出一个实验方案。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,然后将金属块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1所示。下面是小东测出ρB的部分实验步骤,请你按照小东的实验思路,将实验步骤补充完整。
1)用刻度尺测出OE的长度L1
2)把金属块B浸没在水中,把重物AE处移动到D处时,硬棒再次在水平位置平衡;
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4)利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算ρB的表达式为:
多种方法求物体的密度
解析:设CO的距离为L2,金属块B的重力为G,A对杆儿的作用力为F.
杠杆平衡时有:GL2=FL1
当金属块浸没在水中时,金属块对杠杆的拉力为:G-F
F=ρgV
此时在调整A的位置到D,测出0D的距离为L3杠杆达到新的平衡: G-FL2= FL3
/, G/G-F= L1/ L3
G=ρgV
代入 即可求得金属块的密度为:L2ρ/(L2-L3)



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