一、
天平量筒法
方法:直接用天平测质量m,量筒测体积v。
注意点:1、固体
(1)密度大于水的固体
质量在体积前测量,避免沾水后质量偏大;放入水中要排除去气泡,避免体积偏大。
(2)密度小于水的固体
1)按入法:用细铁丝和大头针将物体恰好全部按入水中,便于测体积。
2)助沉法:在量筒中先将助沉物全部浸没水中,测出总体积V1;然后将待测物体和助沉物一起浸没,测出总体积V2,求出待测物体体积V=V2-V1。
2、液体
方法:先测出烧杯和液体的总质量m1,再倒入一部分到量筒中,测出剩余液体和烧杯的总质量m2,求出倒入一部分到量筒中一部分液体的质量m=
m1-
m2;同时从量筒读出量筒中一部分液体的体积v,求出液体的密度ρ=
(m1-
m2)/v。此时质量和体积相应,误差较小。
若先测出烧杯的质量m1,再测出烧杯和液体的总质量m2,求出液体的质量m2;全部倒入量筒中测出液体的体积v,求出液体的密度ρ也可。但由于烧杯沾有液体,体积偏小,密度偏大。若先倒入量筒测出液体的体积v,然后测出烧杯的质量m1,再测出烧杯和液体的总质量m2,求出液体的质量m,又质量偏小,故密度偏小。
二、漂浮法
1、漂浮的质地均匀的规则柱体
可用刻度尺量出物体的长度L1,让物体漂浮在水中,测出物体漂浮在水中时,测出物体露出水面的长度L2,设底面积为S,根据漂浮条件和所测,可推出密度ρ=ρ水(L1-L2)/
L1。
若再将其放入另一种待测液体中使其漂浮,测出物体露出水面的长度L3,根据漂浮条件,可求出待测液体的密度ρ液=ρL1/(L1-L3)。
注:也可直接测出水下部分的长度。
2、不规则物体
在量筒中放入适量水,记积V1;将物体放于量筒中,使其漂浮,记下总体积V2;再将其放入水中,便其浸没在水中,记下总体积V3;则可计算出密度ρ=ρ水(V2-V1)/(V3-V1)。
注意:如是下沉物,可想法使其漂浮(如橡皮泥可捏成空心碗状)。若用柱形容器代替量筒,则可按上述步骤用刻度尺分别量出水的深度h1、h2、h3,设容器底面积为S,如上可推导求出密度ρ=ρ水(h2-h1)/(h3-h1)。
三、称重法
用弹簧测力计和水测量水中下沉物体的密度
步聚:1、用弹簧测力计测中空气中物体的重力G,
2、将其浸没在水中,读出弹簧测力计的示数F,
3、计算密度为:ρ=Gρ水/(G-F)
四、替代法
1、固体
方法1:用天平称出物体的质量m;将烧杯中装满水,用天平称出总质量m1,把物体浸没水中后取出,称出出剩余水和烧杯的总质量m2,则溢出水的质量为两者之差m1-m2,求出溢出水的体积即为物体的体积;求出物体的密度。
方法2:用天平称出物体的质量m;将烧杯中放入适量的水,用天平称出总质量,用线吊着物体浸没水中(不碰容器底),称出总质量m2,则两者之差为排开水的体积即为物体的体积v=
(m2-m1)/
ρ水,求出物体的密度ρ=mρ水/(
m2-m1)。
2、液体
用天平称出空烧杯的质量m;将烧杯中装满水(或作好标记),用天平称出总质量m1:将水倒干,装入同样多的待测液体,用天平称出总质量m2:计算密度ρ=(
m2-m)
ρ水/(
m1-m)。
五、U型管法(压强平衡法)
1、U型管法:适用于与水不相容的液体
在U型管法中注入一定量的注水,再注入一定量的被测液体,分别测出液体交界面到达水面和液体面的深度h1、h2,根据两液体对交界面的压强相等,由p
1=p2求出待测液体的密度ρ=ρ水h1/
h2。
在密度测量实验中,常见的误差有以下几种情况:
- 质量测量导致的误差:如果先用排水法测量固体的体积,则固体上沾了水,再测量质量时就会偏大,根据公式ρ=m/V,体积V准确,质量m偏大,则密度测量值ρ偏大。
- 排水法体积测量导致的误差:如果先用天平测量质量,则质量准确;当悬挂固体的绳子较粗时,体积偏大,密度偏小;当固体放入量筒时溅出水,体积偏小,密度偏大;当用补水法测量体积时,固体上沾了水,所以补多了水,体积偏大,密度偏小。
- 补水法液体的密度测量实验体积测量导致的误差:如果先测空烧杯的质量,再测烧杯和液体的总质量,则质量准确,在把液体“全部”倒入量筒的时候,烧杯壁上残留了液体,所以体积偏小,根据公式ρ=m/V,密度偏大。
在实际测量过程中,需要根据具体的实验条件和测量方法来分析和避免误差,以获得更准确的结果。
测量尺的读数方法相对直观且易于掌握。
首先,确保测量尺平放且与被测物体紧密贴合,避免产生误差。
接着,观察测量尺上的刻度线,找到与被测物体边缘对齐的刻度线。若刻度线位于两个数字之间,需进行估读,通常估读到最小刻度的下一位。读数时,注意视线要与尺面垂直,以减少视觉误差。