密度测量方法的总结

郭占峰

密度是初中科学科物理部分的一个重要概念，而密度的常规测量过程更是一个考查的重点，另外，综合运用浮力、质量等知识，用非常规方法测量密度，可以很好地锻炼学生灵活运用知识的能力，对培养学生的学习兴趣也很有帮助。

一、密度测量常规方法

1.密度大于水的固体密度测量方法

（1）用天平测出被测物体的质量m

（2）用量筒采用排水法V

（3）用公式ρ=m/V计算出物体密度

2.密度小于水的固体密度测量方法

（1）用天平测出物体的质量m

（2）用沉锤法测出物体体积，具体做法：取小石块用细线绑好，沉入量筒水面下，读出刻度V1，再将石块与被测物体绑在一起，沉入水面下，读出刻度V2，则被测物体的体积V=V2-V1

（3）用公式ρ=m/V计算出被测物体的密度

3.液体密度的测量方法

（1）用烧杯取适量被测液体用天平测出质量m1

（2）将烧杯中的液体倒入量筒中一部分，测出其体积V

（3）用天平测出剩余液体和烧杯的总质量m2

（4）则液体密度ρ=（m1-m2）/V

小结：从上述测量过程可以看出，天平与量筒是测量密度的两个重要器材，天平用来测质量，量筒用来测体积，这些属于常规方法。另外，我们还可以在不用天平或不用量筒情况下，测密度，则就是非常規方法。

二、几种非常规的密度测量方法

1.没有天平，只有量筒的时候

（1）不规则固体（以石子为例）

器材：小塑料桶（或金属桶）、量筒、细线、水

①找一只小塑料瓶（或金属桶），（可以浮在水面上，直径小于量筒）放在盛有适量水的量筒中，读出水面所对刻度，记为V1；

②将适量石子放在小塑料瓶中，使小瓶漂浮在水面上记下此时刻度，记为V2；

③将石子从小塑料瓶中取出，用细线绑着，慢慢浸没在水中，读出量筒刻度，记为V3；

④数据处理：V石=V3-V1

m石=G石/g=F浮/g=ρ水g（V2-V1）/g=ρ水（V2-V1）

ρ石=m石/V石=ρ水（V2-V1）/（V3-V1）

（2）若是密度小于水的固体，（如木块）

器材：量筒、细针（或牙签）、水

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，使木块浸没水中，读出体积为V3。

④数据处理：m木=G木/g=F浮/g=ρ水g（V2-V1）/g=ρ水（V2-V1）

V木=V3-V1

ρ木=m木/V木=ρ水（V2-V1）/（V3-V1）

2.没有量筒，只有天平的时候

（1）密度大于水的不规则固体（固体不溶于水）（以石子为例）

器材：天平、塑料小桶、溢水杯

①首先用天平正确称量出石子的质量，记为m石；

②取一塑料小桶，用天平称出质量m桶；

③取溢水杯，装满水，将石子慢慢浸没其中，用小桶接收溢出的水；

④在天平上称出小桶和水的总质量，记为m总

⑤数据处理：V石=V排水=m水/ρ水=（m总-m桶）/ρ水

ρ石=m石/V石=m石ρ水/（m总-m桶）

（2）液体密度

器材：玻璃杯（或烧杯）、天平、水

①取一个空杯子，用天平称出质量，记为m杯；

②在杯子中倒入适量水，在杯壁上记下液面位置，秤出杯子和水的总质量m杯+水；

③将杯子中的水倒出，将杯子擦干。再在杯子中倒入待测液体，用胶头滴管使其液面到达标记处；

④用天平秤取杯子和待测液体的总质量m杯+液；

⑤数据处理：m液=m杯+液-m杯

V液=V水=m水/ρ水=（m杯+水-m杯）/ρ水

ρ液=m液/V液=（m杯+液-m杯）ρ水/（m杯+水-m杯）

3.既没天平，也没量筒

（1）密度大于水的不规则固体（以石子为例）

器材：弹簧测力计、细线、烧杯、水

①将石子用细线绑好，挂在弹簧测力计下，读出示数，记为F1；

②烧杯中盛些水，将石子浸没水中，读出此时弹簧测力计的示数，记为F2；

③数据处理：m石=G石/g=F1/g

V石=V排=F浮/ρ水g=（F1-F2）/ρ水g

ρ石=m石/V石=F1ρ水/（F1-F2）

（2）液体密度（方法一）

器材：弹簧测力计、细线、烧杯、石子、水

①将石子用细线绑好，挂在弹簧测力计下，读出示数，记为F1；

②烧杯中盛些水，将石子浸没水中，读出此时弹簧测力计的示数，记为F2；

③将烧杯中的水倒干净，加入待测液体，将石子擦干后，浸没在该液体中，读出此时弹簧测力计的示数，记为F3；

④数据处理：m石=G石/g=F1/g

V石=V排水=F浮1/ρ水g=（F1-F2）/ρ水g

F浮2=ρ液gV石得到ρ液=F浮2/gV石=（F1-F3）/gV石

=（F1-F3）ρ水/（F1-F2）

（3）液体密度（方法二）

器材：铁架台，U形管、水、刻度尺、胶头滴管

①将U形管竖直固定在铁架台上，底部和台面接触；

②在U形管一侧加入适量水；

③在U形管另一侧，注入被测液体，直至两液体交界面位于管子底部中间为止；

④用刻度尺测量出水柱和被测液体柱高度h水和h液

数据处理：水柱产生压强：P水=ρ水gh水

P液=ρ液gh液

因为P水=P液

所以ρ水gh水=ρ液gh液

得到ρ液=ρ水h水/h液

编辑 薛直艳