测定常见物体密度的多种方案

沈大国

学生在学习了测定物体密度方法的基本知识以后，笔者及时地引导学生，研究周围常见的许多物体，探究测量它们密度的不同方法。学生平时接触的物体有各种金属材料，例如：铜、铁、铝、金、银等，还有卵石、瓷砖、塑料、木料、玻璃、泡沫塑料等。它们不仅密度相差大，而且往往形

状不规则。为此，笔者给学生介绍了以下测量不同物体密度的方法。

1 固体形状规则且质量分布均匀，如长方体、正方体、圆柱体等。

方法1

除被测固体外，可选用的实验器材有：托盘天平和刻度尺。

实验步骤：

a.用托盘天平测了固体的质量m。

b.若是长方体，用刻度尺测出它的长a、宽b、高h，用体积公式V=abh算出它的体积（正方体用刻度尺测出它的边长a，用体积公式V=a3算出它的体积）。

c.用密度公式ρ=V/m得，固体密度ρ=m/(abh)。（正方体的密度ρ=m/a3）

方法2

若固体直径小于2cm，除被测固体外，可选用的实验器材有：

直径小于2cm的小木块，细线、量筒（量杯）和盛水烧杯。

实验步骤：

a.如图1所示，用细线分别拴好固体和小木块，把小木块放入盛有适量水的量筒（量杯）中，读出水面体积为V1，再把被测固体浸没量筒（量杯）的水中，水面升到V2，则固体体积V=V2-V1。

b.取出被测固体，放在小木块上，水面升到V3，则固体质量m=ρ水（V3-V1），（即等于它排开水的质量）。

c.由密度过ρ=m/V得固体密度ρ=ρ水（V3-V1）/（V2-V1）。

2 形状不规则固体密度大于水密度，即ρ＞ρ水，如耳环、项链、戒指、小石块等。

方法3

若固体直径小于2cm，除被测固体外，可选用的实验器材有：托盘天平（砝码）、量筒（量杯）、细线和盛水烧杯。

实验步骤：

a.用托盘天平测出固体的质量m。

b.将适量的水从烧杯倒入量筒（量杯）中，读出水面体积为V1，用细线拴好固体放入盛水V1的量筒（量杯）中，水面升到V2，固体体积V=V2-V1。

c.用密度公式ρ=m/V得固体密度ρ=m/(V2-V1)。

方法4

除被测固体外，可选用的实验器材有：托盘天平（砝码）、细线和盛满水的溢水杯。

实验步骤：

a.用调好托盘天平测出盛满水的溢水杯的质量m1；

b.用细线拴好固体，放入放满水的溢水杯中，溢出部分水后，又用托盘天平测出此时杯水和固体总质量m2；

c.取出固体，再用托盘天平测出此时溢水杯和水的质量m3，固体质量m=m2-m3，固体体积V=(m1-m2)/ρ水。

用密度公式ρ=m/V得固体密度ρ=(m2-m3)ρ水/(m1-m2)。

3 形状规则的固体密度小于水的密度，即ρ＜ρ水，例如：松木块、泡沫块等。

方法5

若固体直径小于2cm，除被测固体外，可选用的实验器材有：托盘天平（砝码）、小铁块且直径小于2cm，细线、量筒（量杯）和盛水烧杯。

实验步骤：

a.用托盘天平（砝码）测出被测固体的质量m；

b.用细线把被测固体和小铁块连在一起，先只把小铁块放入盛有适量水的量筒（量杯）中，如图2，读出水面体积为V1，再把被测固体和小铁块同时浸没量筒（量杯）中，水面升到V2，被测固体体积V=V2-V1。

c.由密度公式ρ=m/V得固体密度ρ=m/(V2-V1)。

学生们按照以上不同的方法，测定了不同材料的物体的密度，并学会用密度来鉴别不同材料。这样的实验设计激发了学生们的学习兴趣，培养了他们解决实际问题的能力。

(栏目编辑王柏庐)