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      中考復(fù)習(xí)中有關(guān)“測量物質(zhì)的密度”

      2017-04-22 12:00:34郭曉春
      文理導(dǎo)航 2017年11期
      關(guān)鍵詞:量筒天平密度

      摘要:密度的測量是初中物理實(shí)驗(yàn)中的基本技能要求,在中考復(fù)習(xí)中具有舉足輕重的位置??此坪唵蔚馁|(zhì)量與體積的測量,從最基本的要求入手,結(jié)合初中階段所學(xué)的其他知識,卻能很好的連接起后面的壓強(qiáng)、浮力,杠桿的知識,對中考的復(fù)習(xí)起到一個極佳的橋梁作用。

      關(guān)鍵詞:密度;天平;量筒;水

      一、基本的密度測量

      用天平測得物體的質(zhì)量,借助刻度尺測量規(guī)則物體的體積;借助量筒用排水法測量不規(guī)則物體的體積。利用公式 得到被測物體的密度。這是最基本的密度測量。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的變化由儀器中缺少天平或量筒、物體不能沉入水中,物體具有吸水性等因素而展開。極大地拓展了學(xué)生的思維。

      例一:測定密度比水小的石蠟的密度。該實(shí)驗(yàn)中,因蠟的密度小于水,不能直接沒入水中,考察學(xué)生如何解決體積的測量。石蠟的體積測量在排水法的基本前提下,借助于針壓法和重物法進(jìn)行體積的測量。如下圖

      例二:沒有量筒時測合金體的密度?,F(xiàn)有器材如下:一架天平帶砝碼,燒杯,裝滿水的溢水杯,細(xì)線,足量的水。此次測量使用等量替代法:用等體積的水替代合金的體積。這里有兩種方法。(1)用天平測出合金和空燒杯的質(zhì)量分別為m1和m2;把合金用細(xì)線系好,輕浸沒入盛滿水的溢水杯中,溢出一部分水,用燒杯接住,測出燒杯和水的總質(zhì)量為m3;

      合金的密度為m1 ρ水/(m3-m2)。

      (2)用天平稱出待測合金的質(zhì)量為m合;用天平稱出盛滿水的溢水杯的總質(zhì)量為m1;把合金用細(xì)線系好,輕浸入盛滿水的溢水杯中,溢出一部分水。

      用天平稱出合金,溢水杯和剩余水的總質(zhì)量m2。

      合金的密度是m合ρ水/ (m1+m合-m2)

      這兩種方法中,第二種方法學(xué)生寫出表達(dá)式相對較難,老師在講解過程中要引導(dǎo)學(xué)生尋找替代的那部分水的體積。

      例三:測量吸水的火山石的密度(將水換成沙;物體吸滿水)

      ① 用天平測出石塊的質(zhì)量m;

      ② 向量筒中倒入體積為V1的水;

      ③ 用細(xì)線系住石塊,放入量筒,用鐵絲將其壓入水中足夠長時間(吸滿水的過程),④ 取出石塊, 又向量筒中加水到v1處,將剛才取出的石塊表面吸附的水清除后,再次沒入量筒的水中,此時水面到達(dá)V2處。

      二、利用壓強(qiáng)、浮力,杠桿的知識測量物體的密度。

      在復(fù)習(xí)質(zhì)量與密度這一章節(jié)時,在經(jīng)過上面的復(fù)習(xí)后,再進(jìn)一步將學(xué)生的思維擴(kuò)展,聯(lián)系壓強(qiáng)、浮力、杠桿的知識解決同樣缺少天平或量筒、物體不能沉入水中的密度測量。

      例一:測量醬油的密度(液體壓強(qiáng))。

      方法一:器材:玻璃管(一端蒙有橡膠膜)、刻度尺、水、水槽

      方法:水槽內(nèi)裝有一定量的水;將蒙有橡皮膜的一端的玻璃管豎直插入水槽中一定深度,觀察到橡皮膜向上突起,用刻度尺測出此時水面到玻璃管底的深度h1,將醬油緩慢倒入管內(nèi),直至橡皮膜重新恢復(fù)水平,測出此時管內(nèi)醬油的深度h2.

      原理:橡皮膜受到的水對它向上的壓強(qiáng)和醬油對它向下的壓強(qiáng)相等時,橡皮膜恢復(fù)平直。即有P水=P醬。 ; 。

      方法二:適用于不溶于水的液體的密度(液體壓強(qiáng)、連通器原理)。連通器(U型管),刻度尺,水、油。

      步驟:在U型管中倒入水,從另一側(cè)倒入待測液體,測出兩邊管中液面到兩種液體交界面的深度,分別為h水和h液,由P水=P液。 ,

      例二:測量密度小于水的石蠟的密度(利用浮力)。用量筒、水、細(xì)鐵絲測量石蠟的密度。

      方法:量筒中裝入適量的水,讀出水的體積V1;將石蠟輕輕放入水中,石蠟漂浮在水面上,讀出此時量筒內(nèi)水面顯示的體積V2;用細(xì)鐵絲將石蠟壓沒入水中,讀出此時水面顯示的體積V3。原理:石蠟漂浮時,石蠟所受的浮力等于石蠟的重力。

      G石=G水= ,則 。

      例三:測量密度大于水的物體的密度(利用浮力)。利用彈簧測力計、水、容器、細(xì)線,測石塊的密度。

      方法:用細(xì)線將石塊系好,掛在彈簧測力計上,測出石塊的重力G1,容器內(nèi)裝適量的水,用彈簧測力計將下掛石塊浸沒入水中,讀出測力計的示數(shù)G2。

      思路:測力計兩次示數(shù)之差即為浮力,由此得到物體的體積。

      F浮=G1-G2=

      例四:現(xiàn)有器材如下:一架天平帶砝碼,燒杯,細(xì)線,足量的水。

      測量一塊合金的密度(利用壓力、浮力)由一道選擇題變化而來。

      步驟:首先用天平測出物體的質(zhì)量m0,然后在小燒杯中裝入一定量的水,用天平測出燒杯和水的總質(zhì)量m1,再用細(xì)線將物體系好后,用手提著細(xì)線使物體浸沒在此燒杯的水中(水無溢出且物體不接觸燒杯),此時天平平衡時測量值為m2。這種測量方法與前面提到的基本密度測量例二相似,但需要學(xué)生考慮的卻是天平盤受到的壓力。F=m2g=m1+mo-F拉(F拉為細(xì)繩對物體的拉力),而mo-F拉為F浮,有F浮=(m2-m1)g,即

      以上這些測量物體密度的方法在復(fù)習(xí)的過程中,可以通過給出器材,要求學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)步驟,還可以結(jié)合相關(guān)題目計算,選擇題進(jìn)行題型訓(xùn)練。真正調(diào)動學(xué)生的主觀能動性,使初中物理力學(xué)部分的復(fù)習(xí)達(dá)到較好的效果。

      參考文獻(xiàn):

      [1]初中物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計的幾點(diǎn)思考[J].周海兵.基礎(chǔ)教育研究. 2016(24)

      作者簡介:郭曉春(1975.7—)女,湖北武漢人,大專,中教一級,中學(xué)物理教學(xué)探討。

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