替代法测液体或密度大于水的固体的密度

Question

给你一把刻度尺,大烧杯,细木棒,细铁丝,足量的水测出液体的密度

Answer 1

非常规方法测固体密度方法种种

王伦宇

天平、量筒（或量杯）是测量密度的两种常用工具，但有时受实验条件的限制或缺量筒（或量杯）、或缺天平，甚至两种器材均无，这时应如何测量固体密度呢？以下结合实例分类说明之。

一、缺天平类

器材中提供了量筒（或量杯），不妨用排“液”法测其体积，又考虑到物体漂浮时， ，而V排又可利用量筒测得，这样 便求得。

例1. 给你量筒、空玻璃管各一只，足够的水，如何测空玻璃管的密度？

解：（1）在量筒内装适量水，记下水面所达到的刻度V1；

（2）将小试管管口朝上轻轻放入量筒中，使其漂浮于量筒中的水面上，静止时记下水面达到的刻度V2，则玻璃管的重力 ；

（3）将小试管没入水使其灌满水后沉入量筒底，记下水面达到的刻度V3；

（4）玻璃的密度 。

如果所给固体材料直接放在已知密度液体（如水）中不能“漂”，我们可采取措施使其“漂”。例如，橡皮泥直接放入水中沉没，但如果把它捏成碗状，就能漂；牙膏皮放在水中沉没，但如果设法把它弄成空心并密封其口就能漂……对于像石块、金属块等密度大于已知液体密度又不可变形的固体，又如何让其“漂”呢？可让密度小于液体密度的物体（如木块、泡沫、塑料等）作道具，具体操作请看例2。

例2. 给你量筒一只，小石块、木块各一块，细线、水足够，如何测得石块密度？

解：（1）在量筒中倒入适量的水，然后把木块放入其中漂浮，记下水面达到的刻度V0；

（2）把小石块放在木块上，使木块仍漂浮在水面，记下此时水面所达到的刻度V1；

（3）把系好细线的小石块浸没水中，记下此时水面所达到的刻度V2；

（4）小石块密度
如果所给固体直接放在已知密度的液体中能漂但不能沉，可采取措施使之沉。例如木块在水中不能沉，可用大头针、细铁丝等把它压入水中；也可用密度大于水的固体使其坠入。

二、缺量筒（或量杯）类

没有提供量筒（或量杯），如何测得固体体积呢？有以下四法：

1. 排液法

例3. 给你一只已调好的天平（带砝码）和一个盛满水的烧杯，只用这些器材（不使用任何其它辅助工具），测出一包金属颗粒的密度。

析：本题关键在于求得溢出液体质量，但没有其它辅助工具，不妨充分利用天平间接测出 。

解：

①称出待测金属颗粒的质量 ；

②称出烧杯和水的总质量 ；

③把金属颗粒倒入盛水烧杯中（部分水溢出），称出烧杯水及金属颗粒的总质量 ；

④
⑤
2. 整型法

如果被测物体容易整型，如土豆、橡皮泥，可把它们整型成正方体、长方体等，然后用刻度尺测得有关长度，易得物体体积。

3. 等体积法

用天平称出与物体等体积且密度已知的液体质量 ，然后根据 间接求得V物。

例4. 空烧杯一只，附砝码的天平一架，水足够，胶头滴管一只，细线二根，试测出小石块的体积。

解：（1）在空烧杯中倒入适量的水，测得其质量为 ；

（2）把系有细线的小石块放入水中，用细线在新的液面处作下记号；

（3）从烧杯中取出石块，向烧杯中加水使液面到记号处，用天平称出此时烧杯和水的总质量 ；

（4）
4. 浮力法

物体浸没时，根据阿基米德原理知 ，故得 。

例5. 给你一个装有水的烧杯，细线一根，如何测一石块的密度。

解：（1）用天平测得石块的质量 ；

（2）用天平称得装有适量水的烧杯质量 ；

（3）用细线吊着石块浸没于水中但不触底，其质量为 ；

（4）石块所受浮力 ，故 ；

（5）石块密度
三、无天平无量筒类

1. 浮力法

有些器材中虽没有提供天平和量筒（或量杯），但提供了弹簧秤、台秤，这时可用浮力法，具体方法参看例5。

2. 悬浮法

把待测物体放入原提供液体中，通过加减适当液体改变原供液体的密度，使物体能在液体中悬浮，然后用密度计测出液体密度即为待测物的密度。

3. 漂浮法

对于形状规则且 的物体可用该方法。让物体漂浮于密度已知的液体中，用刻度尺量出物体露出水面的高度 和物体总高度h，则由 知：

所以
四、虽给天平、量筒，但天平无砝码类

天平无砝码固体质量难求得，不妨以已知密度的液体（如水）为桥梁，利用天平等臂性测出已知密度液体的质量替代物体质量。

例6. 现有一个已调平的自制带托盘的等臂杠杆、两只完全相同的烧杯、一只量筒、一支滴管、细线、适量的水，如何测小石块的密度？

解：（1）将两个烧杯分别放在左右盘上，左边加水，右边放石块，用滴管调节左杯水量，使杠杆恢复平衡；

（2）将水倒入量筒测出水的体积 ；

（3）用排水法测出石块体积 ；

（4） 。

五、其它类

天平、量筒（或量杯）均提供，但待测物是一种易溶于水的物体，如糖块等，如果用排水法测其体积显然不行，这时可考虑用糖块不溶解于其中的液体代替水，然后用排液法测体积，可考虑用细沙、油菜子、面粉等代替水，例题略。本回答被提问者采纳