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淺議測量物質(zhì)密度的方法
淺議測量物質(zhì)密度的方法貴州省甕安縣嵐關(guān)中學(xué)葉仕江
【摘要】教材中指出：“質(zhì)量是物體本身的屬性”，即對于一個(gè)具體的物體本身，它的質(zhì)量是不變的；我們知道，“物體”與“物質(zhì)”的概念不同，對于某種物質(zhì)，它的質(zhì)量則是可多可少的，不同的物質(zhì)質(zhì)量完全可以相同，因此，本人認(rèn)為，質(zhì)量不能理解成物質(zhì)的一種屬性。
【關(guān)鍵詞】測量物質(zhì)；密度測量；方法
【中圖分類號】G373.56【文章標(biāo)識碼】D【文章編號】1326-3587（2013）12-0039-01
在進(jìn)行物質(zhì)密度的計(jì)算與測量時(shí)，可以根據(jù)公式p=m／V，先確定物體質(zhì)量的大小和體積的大小，質(zhì)量可以用天平進(jìn)行測量，對于體積的測量，方法很多，還要分液體和固體如果是液體，可以直接用量筒或量杯進(jìn)行測量，要是沒有量筒或量杯，可借助與“水”，先把液體裝入某一容器，記下液面的位置，然后再用同一容器裝入體積相同的水，可以根據(jù)水的質(zhì)量和密度算出水的體積，該體積也就是要測液體的體積；如果是固體的體積，形狀規(guī)則的可用刻度尺測量并計(jì)算，如果形狀不規(guī)則，也可以借助與“水”，先用量筒或量杯測出一定體積的水，在把固體浸沒在水中，測出總體積，相減就可以求出不規(guī)則物體的體積了，當(dāng)然，今后學(xué)習(xí)了浮力的知識以后，也可以利用阿基米德原理的公式F浮=p液gV排，算出液體的密度或者浸沒物體的體積。
密度是表征物質(zhì)特性的一個(gè)重要的物理量。由于密度與壓強(qiáng)、浮力等知識密切相關(guān)，具有較強(qiáng)的綜合性，因而密度的測定成為初中物理的重點(diǎn)考試內(nèi)容，為了減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，現(xiàn)將測定物質(zhì)密度的幾種方法總結(jié)如下。
一、用密度計(jì)直接測定液體物質(zhì)的密度
將密度計(jì)放入待測液體中，靜止后，觀察液面所對應(yīng)的刻度值就是待測液體的密度。
二、用ρ=M/V測定固體、液體物質(zhì)的密度
1.測定物體的質(zhì)量M。
用天平測出物體的質(zhì)量M，或用彈簧測力計(jì)測出物體所受重力G，計(jì)算出物體的質(zhì)量M=G/g。
2.測定物體的體積V。
對于形狀規(guī)則的固體物質(zhì)，用刻度尺直接測出有關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算出其體積V。
對于液體或形狀不規(guī)則又不溶于水的固體物質(zhì)借助排水法用量筒或量杯測出其體積V。
對于形狀不規(guī)則且溶于水或與水發(fā)生反應(yīng)的固體物質(zhì)，可借助排油法或排沙法，用量筒或量杯測出其體積V。
3.將已測出的M、V代入密度定義式ρ=M/V。求出物質(zhì)的密度。
三、用ρ=M/V間接測定液體物質(zhì)的密度
1.等體積法。
�。�1）用天平稱出一定體積水的質(zhì)量M；
（2）用天平稱出相同體積的待測液體的質(zhì)量M；
（3）利用M/ρ=M/ρ液，推出ρ液=ρM/M。
2.等質(zhì)量法。
�。�1）在天平兩盤中放置同樣的量杯后調(diào)節(jié)天平橫梁平衡；
�。�2）在兩個(gè)量杯中分別加入適量的水和待測液體，使天平保持平衡。記下兩種液體的體積V和V；
�。�3）利用ρV=ρV推出ρ=ρV/V。
四、用壓強(qiáng)知識測定與水不相溶的液體物質(zhì)的密度
1.將水和與水不相溶的液體依次從U形管的兩端口注入。
2.待水和待測液體靜止后，用刻度尺測出兩管中液體自由面到兩種液體交界面的高度h和h。根據(jù)連通器的原理，ρgh=ρgh，ρ=ρh/h。
五、用浮力知識測物質(zhì)的密度
1.水中下沉的固體物質(zhì)的密度測定。
（1）用彈簧測力計(jì)測出固體物質(zhì)的重力G；
�。�2）將待測固體物質(zhì)浸沒在水中，注意不接觸容器底或側(cè)壁，用彈簧測力計(jì)測出視重G；
�。�3）由于M=G/g，V=V=F/ρg=G-G/ρg。
所以，待測固體物質(zhì)的密度ρ=M/V=ρG/G-G。
2.水中漂浮的固體物質(zhì)的密度的測定。
�。�1）將適量的水倒入量筒記下體積V；
�。�2）將待測固體物質(zhì)浸入水中，使其漂浮在水面靜止后，記下體積V則V=V-V；
�。�3）用細(xì)針將待測固體物質(zhì)全部壓入水面下，記下體積V則V=V-V；
�。�4）由漂浮時(shí)F=G，即ρgV=ρgV，得ρ=ρ（V－V）/V-V。
3.測定液體物質(zhì)的密度（適用于密度較小的液體）。
�。�1）用彈簧測力計(jì)測出固體物塊的重力G；
（2）將固體物塊浸入水中用彈簧測力計(jì)測出物塊在水中的視重G；
�。�3）將固體物塊浸沒在待測液體中用彈簧測力計(jì)測出物塊在待測液體中的視重G，則V=G-G/ρg=G-G/ρg，得出ρ=ρ（G-G）/G-G。
關(guān)于密度是物質(zhì)的一種屬性的學(xué)習(xí)，可以進(jìn)一步讓學(xué)生理解密度的概念，如果教師不講清楚，學(xué)生就會(huì)死記“密度是物質(zhì)的一種屬性”，不能真正理解其含義，學(xué)生往往會(huì)根據(jù)密度的公式p=m／V犯數(shù)學(xué)性的錯(cuò)誤，認(rèn)為密度與物體的質(zhì)量成正比，與物體的體積成反比，這顯然沒有理解密度是物質(zhì)的一種屬性，關(guān)于“物質(zhì)的屬性”，教師可以先給學(xué)生這樣解釋：物質(zhì)有一些性質(zhì)，主要是由物質(zhì)的種類決定的，當(dāng)物質(zhì)種類不同時(shí)，這一性質(zhì)一般也不同，這樣的一些性質(zhì)可以稱為物質(zhì)的屬性，例如，物質(zhì)的氣味、味道等，是由物質(zhì)的種類決定的，當(dāng)物質(zhì)的種類不同時(shí)，氣味、味道往往也不同，物質(zhì)有什么樣的氣味、味道，不是由物質(zhì)的質(zhì)量或體積決定的，密度雖然可以用質(zhì)量除以體積求出來，但并不隨質(zhì)量的改變而改變，也不隨體積的改變而改變，所以說，密度是物質(zhì)的一種屬性，那么質(zhì)量應(yīng)不應(yīng)該屬于物質(zhì)的一種屬性呢？教材中指出：“質(zhì)量是物體本身的屬性”，即對于一個(gè)具體的物體本身，它的質(zhì)量是不變的；我們知道，“物體”與“物質(zhì)”的概念不同，對于某種物質(zhì)，它的質(zhì)量則是可多可少的，不同的物質(zhì)質(zhì)量完全可以相同，因此，本人認(rèn)為，質(zhì)量不能理解成物質(zhì)的一種屬性。
以上總結(jié)了幾種測定密度的方法，在解決實(shí)際問題時(shí)必須根據(jù)實(shí)際問題具體分析，靈活運(yùn)用。
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