中考复习中有关“测量物质的密度”

摘要：密度的测量是初中物理实验中的基本技能要求，在中考复习中具有举足轻重的位置。看似简单的质量与体积的测量，从最基本的要求入手，结合初中阶段所学的其他知识，却能很好的连接起后面的压强、浮力，杠杆的知识，对中考的复习起到一个极佳的桥梁作用。

关键词：密度；天平；量筒；水

一、基本的密度测量

用天平测得物体的质量，借助刻度尺测量规则物体的体积；借助量筒用排水法测量不规则物体的体积。利用公式 得到被测物体的密度。这是最基本的密度测量。在此基础上进行的变化由仪器中缺少天平或量筒、物体不能沉入水中，物体具有吸水性等因素而展开。极大地拓展了学生的思维。

例一：测定密度比水小的石蜡的密度。该实验中，因蜡的密度小于水，不能直接没入水中，考察学生如何解决体积的测量。石蜡的体积测量在排水法的基本前提下，借助于针压法和重物法进行体积的测量。如下图

例二：没有量筒时测合金体的密度。现有器材如下：一架天平带砝码，烧杯，装满水的溢水杯，细线，足量的水。此次测量使用等量替代法：用等体积的水替代合金的体积。这里有两种方法。（1）用天平测出合金和空烧杯的质量分别为m1和m2；把合金用细线系好，轻浸没入盛满水的溢水杯中，溢出一部分水，用烧杯接住，测出烧杯和水的总质量为m3；

合金的密度为m1 ρ水/（m3-m2）。

（2）用天平称出待测合金的质量为m合；用天平称出盛满水的溢水杯的总质量为m1；把合金用细线系好，轻浸入盛满水的溢水杯中，溢出一部分水。

用天平称出合金，溢水杯和剩余水的总质量m2。

合金的密度是m合ρ水/ （m1+m合-m2）

这两种方法中，第二种方法学生写出表达式相对较难，老师在讲解过程中要引导学生寻找替代的那部分水的体积。

例三：测量吸水的火山石的密度（将水换成沙；物体吸满水）

① 用天平测出石块的质量m；

② 向量筒中倒入体积为V1的水；

③ 用细线系住石块，放入量筒，用铁丝将其压入水中足够长时间（吸满水的过程），④ 取出石块， 又向量筒中加水到v1处，将刚才取出的石块表面吸附的水清除后，再次没入量筒的水中，此时水面到达V2处。

二、利用压强、浮力，杠杆的知识测量物体的密度。

在复习质量与密度这一章节时，在经过上面的复习后，再进一步将学生的思维扩展，联系压强、浮力、杠杆的知识解决同样缺少天平或量筒、物体不能沉入水中的密度测量。

例一：测量酱油的密度（液体压强）。

方法一：器材：玻璃管（一端蒙有橡胶膜）、刻度尺、水、水槽

方法：水槽内装有一定量的水；将蒙有橡皮膜的一端的玻璃管竖直插入水槽中一定深度，观察到橡皮膜向上突起，用刻度尺测出此时水面到玻璃管底的深度h1，将酱油缓慢倒入管内，直至橡皮膜重新恢复水平，测出此时管内酱油的深度h2.

原理：橡皮膜受到的水对它向上的压强和酱油对它向下的压强相等时，橡皮膜恢复平直。即有P水=P酱。 ； 。

方法二：适用于不溶于水的液体的密度（液体压强、连通器原理）。连通器（U型管），刻度尺，水、油。

步骤：在U型管中倒入水，从另一侧倒入待测液体，测出两边管中液面到两种液体交界面的深度，分别为h水和h液，由P水=P液。 ，

例二：测量密度小于水的石蜡的密度（利用浮力）。用量筒、水、细铁丝测量石蜡的密度。

方法：量筒中装入适量的水，读出水的体积V1；将石蜡轻轻放入水中，石蜡漂浮在水面上，读出此时量筒内水面显示的体积V2；用细铁丝将石蜡压没入水中，读出此时水面显示的体积V3。原理：石蜡漂浮时，石蜡所受的浮力等于石蜡的重力。

G石=G水= ，则 。

例三：测量密度大于水的物体的密度（利用浮力）。利用弹簧测力计、水、容器、细线，测石块的密度。

方法：用细线将石块系好，挂在弹簧测力计上，测出石块的重力G1，容器内装适量的水，用弹簧测力计将下挂石块浸没入水中，读出测力计的示数G2。

思路：測力计两次示数之差即为浮力，由此得到物体的体积。

F浮=G1-G2=

例四：现有器材如下：一架天平带砝码，烧杯，细线，足量的水。

测量一块合金的密度（利用压力、浮力）由一道选择题变化而来。

步骤：首先用天平测出物体的质量m0，然后在小烧杯中装入一定量的水，用天平测出烧杯和水的总质量m1，再用细线将物体系好后，用手提着细线使物体浸没在此烧杯的水中（水无溢出且物体不接触烧杯），此时天平平衡时测量值为m2。这种测量方法与前面提到的基本密度测量例二相似，但需要学生考虑的却是天平盘受到的压力。F=m2g=m1+mo-F拉（F拉为细绳对物体的拉力），而mo-F拉为F浮，有F浮=（m2-m1）g，即

以上这些测量物体密度的方法在复习的过程中，可以通过给出器材，要求学生完成实验步骤，还可以结合相关题目计算，选择题进行题型训练。真正调动学生的主观能动性，使初中物理力学部分的复习达到较好的效果。

参考文献：

[1]初中物理实验设计的几点思考[J].周海兵.基础教育研究. 2016（24）

作者简介：郭晓春（1975.7—）女，湖北武汉人，大专，中教一级，中学物理教学探讨。