密度测量全攻略

高明春

密度的概念在初中物理中占有非常重要的位置，是教学目标中少有的几个要求理解的概念之一。因此，密度测量这一力学实验也就获得了众多命题人的青睐，很多省市的中考均曾考查密度测量的设计。本文是密度测量的全面总结。

量和体积，但是某些具体题目中由于所给的器材的局限，不一定能够直接测出质量或体积，就需要我们想办法转换一下，间接测出质量或体积。下面就各种情况逐一说明。

策略一所给器材中既有天平又有量筒

1． 测不规则石块的密度

步骤：

a. 用天平测出石块的质量m。

说明：测固体密度应先测质量再测体积。否则，测完体积后石块上沾有水，导致测得的质量偏大，算出的石块密度偏大。

2． 测不规则木块的密度

与测石块密度一样，测木块密度时也应先测木块质量，再测木块体积来减小误差。但是，由于木块在水中处于漂浮状态，所以要采用一些特殊的方法才能测出它的体积。

a. 针压法：将木块放入量筒中后，用可忽略体积的针或细铁丝将木块压入水中。

3． 测盐水的密度

步骤：

b. 将烧杯中的盐水倒一部分到量筒中，测出体积V。

因为在往量筒中倒盐水时有部分液滴残留在烧杯壁上，导致测得的体积偏小，算出的盐水密度偏大。所以，测液体密度通常要采用测部分液体密度的方法。

策略二所给器材只有天平、烧杯和足量的水，没有量筒

1． 测不规则石块的密度

步骤：

说明：由于有天平，所以石块的质量可以直接测得，但没有量筒，石块的体积无法直接测得，我们就用已知密度的水和天平配合间接测出石块的体积。在烧杯中倒入适量的水，再将石块浸没在烧杯内的水中，在水面处作一记号，将石块取出后向烧杯内倒水至记号处。则后倒入的水的体积就等于石块的体积，测出后倒入水的质量除以水的密度就是后倒入水的体积，即石块的体积。

2． 测盐水的密度

步骤：

说明：思路同上，即在没有量筒无法直接测出盐水体积的时候，用天平和水配合间接测出盐水的体积。

策略三所给器材有量筒、烧杯、胶头滴管和足量的水，有天平但没有砝码

1． 测不规则石块的密度

步骤：

a. 取两个完全相同的烧杯分别置于天平的两盘中，调节天平平衡。

b. 将石块置于左盘烧杯中，在右盘烧杯中加水直到天平再次平衡。

说明：有量筒，所以石块的体积可以直接测得，但天平没有砝码，质量无法直接测得，就要用已知密度的水和量筒配合间接测出石块的质量。取两个完全相同的烧杯分别置于天平的两盘中，调节天平平衡，将石块置于左盘烧杯中，在右盘烧杯中加水直到天平再次平衡，此时石块质量等于右盘烧杯中所加水的质量。测出右盘烧杯中所加水的体积乘以水的密度就求得水的质量也就是石块的质量了。在往右盘烧杯中加水时不易把握天平的平衡，可用胶头滴管进行微调。

2． 测盐水的密度

步骤：

a. 取两个完全相同的烧杯分别置于天平的两盘中，调节天平平衡。

b. 在左盘烧杯中倒入适量的盐水，在右盘烧杯中加水直到天平再次平衡。

策略四所给器材只有弹簧测力计和足量的水

测不规则石块的密度

步骤：

a. 用弹簧测力计测出石块的重力G，算出石块的质量m=G/g。

说明：有弹簧测力计可测出石块的重力，利用m=G/g算出石块的质量。石块浸没在水中时，排开水的体积等于石块

策略五所给器材只有量筒和足量的水

测量橡皮泥的密度

步骤：

说明：有量筒，橡皮泥的体积可以直接测得，但是没有天平，质量无法直接测得，也无法利用策略三中的方法。我们想到橡皮泥可以改变形状，捏成碗状它就可以漂浮在水面上，这时它的重力等于它受到的浮力，也就是说橡皮泥的质量就等于它排开的水的质量。测出这时它排开的水的体积乘以水的密度就是它排开的水的质量，也就是橡皮泥的质量。

例1（2007·广州）小芳用天平测一块实心塑料块的质量，天平平衡后如图1甲所示，再把塑料块放入装有酒精的量筒，量筒在塑料块放入前、后的液面分别如图1乙、丙所示。

由此可知塑料块的质量是_____g、体积是_____cm3，这种塑料的密度是________kg/m3。

分析：使用天平测质量时，塑料块的质量等于左盘砝码质量加游码所示的质量要注意的是游码读数时应以游的密度，但要注意单位的换算。

解答：塑料块的质量是9 g、体积是10 cm3，这种塑料的密度是0.9×103 kg/m3。

例2（2007·宿迁）实验室有如下器材：水、烧杯、量筒、天平、弹簧测力计、细线、小金属块、一个可以放入数为V2；③用天平测出物体质量为m；④计算金属块的密度。请你指出小丽同学实验方案中的不足之处：_______

__________________________________________；为了更准确地测出小金属块的密度，你认为合理的实验顺序是_______________（填序号）。

（2）请你再从提供的器材中选取器材，设计另一个实验方案测出小金属块的密度。

选用器材：__________________________________。

主要实验步骤：

_____________________________________________

________________________________________________。

所测金属块的密度的表达式：

ρ=____________。

分析：（1）在小丽的方案中由于先测金属块的体积，从水中取出后上面会沾有一些水，测得的质量偏大，算出的密度也会偏大。所以更合理的方案是先测质量，再测体积。（2）题中给的可选器材较多，可选择利用浮力测算金属块的密度。

解答：（1）如果按她的顺序小金属块质量会偏重（原因：测完体积后，小金属块上会沾水，质量增加，密度会偏大）；合理顺序为③①②④。

（2）烧杯、水、细线、弹簧测力计。

主要实验步骤：①弹簧测力计测小金属块重力G；②小金属块浸没在水中，读弹簧测力计读数F；③前后弹簧测力计读数差（G-F）为浮力大小；④计算金属块的密度。

例3（2008·广安）小刚同学想测酱油的密度，但家里只有天平、小空瓶，而没有量筒。他思考后按照自己设计的实验步骤进行了测量，测量内容及结果如图2所示。

（1）他第三次测得物体的质量是图2乙中砝码和游码所示，其结果m3=________g。

（2）请按照图2甲的顺序写出对应的实验步骤：

第一步：____________________________________；

第二步：____________________________________；

第三步：____________________________________。

（3）请你根据小刚测量的数据帮他计算出酱油的密度。（写出主要的计算步骤）

分析：由于没有量筒，无法直接测出酱油的体积，只好利用天平和已知密度的水间接测出酱油的体积。

解答：（1）m3=47.4 g。

（2）实验步骤：

1． （2008·成都）在“探究物质的密度”的实验中，图3甲所示是我们实验用的天平，砝码盒中配备的砝码有100 g、50 g、20 g、10 g、5 g等。

请填写下列空格：

（1）调节天平时应将________移至零刻度处，然后调节________，使天平横梁平衡。

（2）小王同学进行了下列实验操作：

A． 将烧杯中盐水的一部分倒入量筒，测出这部分盐水的体积V；

B． 用天平测出烧杯和盐水的总质量m1；

C． 用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m2。

以上操作的正确顺序是：__________（填字母代号）。

（3）小王测量烧杯和盐水的总质量m1时，估计盐水和烧杯的总质量在150 g左右。

试加砝码时，应用镊子夹取100 g、50 g砝码各1个放入右盘中，若指针右偏，则应取下__________ g砝码，试加上其他砝码，同时调节游码。

（4）图3乙是小李同学在实验操作过程中的情况，他的错误是：_______________________________________

_________________________________________________

________________________________________________。

2． （2008·河北）小明和小红使用不同器材分别对酒精的密度进行了测量。

（1）请将他们的实验过程补充完整。

①往烧杯中倒入适量的水，用调节好的天平称出烧杯和水的质量为m；

②用刻度尺测出水面到烧杯底的高度为h1；

③将水倒出，倒入酒精，用天平称出烧杯和酒精的质量仍为m；

④__________________________________________；

①用细绳拴住石块，并用弹簧测力计测出石块重为G；

③__________________________________________；

（2）请你从操作难易程度方面，对两位同学的实验做出评估。

【参考答案见P79】