第 6 章 第 2 节 固体、液体密度的测量
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固体、液体密度的测量
图 6–2–1 是一些不同类型的石头，专业人员一般可以通过颜色、光泽、硬度等方面的差异对它们进行鉴别，但没有相关经验的人就很难通过这些方法区分它们。测量密度也是帮助人们区分它们的一种方法。那么如何测量一种物质的密度呢？
如何测量固体和液体的密度？
在实验室中，我们通常可以先分别测量出固体或液体的质量和体积，然后通过计算求出它们的密度。
外形规则的固体的体积可以通过测量长、宽、高等数据计算出来，液体的体积可以用量筒或者量杯等来测量。
第
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节
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量
测量固体和液体的密度
观察量筒
量筒是测量液体体积的工具，其标度的单位通常是毫升，符号为 mL（1 mL = 1 cm3）。
观察图 6–2–2 所示量筒，这两个量筒的最大测量值分别是多少？分度值分别是多少？
学习使用量筒
1．倒入液体时，左手握住量筒，使其略微倾斜，右手拿烧杯，使杯口紧贴量筒口，让液体缓缓流入。
2．待附着在量筒内壁上的液体流下后才能读数。读数时，应将量筒放置在水平桌面上，视线与量筒内凹液面的最低处或凸液面的最高处相平。
实验原理与方案
分别测量固体和液体的质量和体积，再根据密度的定义 ρ = \(\dfrac{m}{V}\) 计算密度。
实验装置与方法
本实验要用到电子天平、量筒、待测石块、细线、烧杯、水、待测盐水等。
石块和盐水的质量可用电子天平测量，盐水的体积可用量筒测量。对于外形不规则且体积较小的石块，可在量筒中加入适量的水，再将石块浸没于水中，通过量筒中水面的高度变化，计算石块的体积。
实验一 测量石块的密度
实验操作与数据收集
1．用电子天平测出石块的质量 m石。
2．在量筒内倒入适量的水，测出水的体积 V1。
3．用细线拴好石块，慢慢放入量筒中，直到石块全部被水浸没，测出石块和水的总体积 V2。将所有数据记录在表 6–2–1 中。
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| 石块的质量 m石/g | 放入石块前水的体积 V1/cm3 |
放入石块后石块与水的 总体积 V2/cm3 |
|---|---|---|
数据处理
石块的体积 V石 = V2 − V1 =_______；石块的密度 ρ石 = \(\dfrac{m_石}{V_石}\) =_______。
实验结论
石块的密度为__________。
实验二 测量盐水的密度
实验操作与数据收集
1．用电子天平测出量筒的质量 m1。
2．在量筒内倒入适量的盐水，测出盐水的体积 V盐水。
3．用电子天平测出量筒和盐水的总质量 m2。将所有数据记录在表 6–2–2 中。
| 量筒的质量 m1/g | 量筒和盐水的总质量 m2/g | 盐水的体积 V盐水/cm3 |
|---|---|---|
数据处理
盐水的质量 m盐水 = m2 − m1 =_____；盐水的密度 ρ盐水 = \(\dfrac{m_{盐水}}{V_{盐水}}\) =_____。
实验结论
盐水的密度为__________。
交流讨论
蜡块等物体会浮于水面，如何测量这类物质的密度？
第
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测量密度的方法还有哪些？
密度测量在日常生活中有着重要作用。
除了通过测量物体的质量和体积得到密度外，还可以通过与其他物质的密度进行比较来测量密度。中国古代的“莲管之法”（图 6–2–3）就是将卤水倒入竹管中，利用管中的莲子在卤水中浮沉的情况来反映卤水的密度。现代的液体密度计（图 6–2–4）可以直接测量一些液体的密度：将液体密度计放入待测液体中，待其静止时，液面所对应的刻度即为待测液体的密度。
为了满足实验研究、工业生产等领域实时监控的需求，往往利用振动、超声波、射线等手段间接测量密度。这些方法测量更加快捷方便，有助于开展实验研究和指导工业生产，提高效率。
1892 年，英国物理学家瑞利（J. W. Rayleigh，1842—1919）在精确测量用两种不同方法制取的氮的密度时产生了困惑。他采用的第一种方法是去除空气中已知的其他成分来制取氮，第二种则是从液氨中通过化学反应制取氮。第二种方法制得的氮的密度比第一种方法制得的氮的密度小约千分之一。他没有忽视这微小的差异，而是对此开展了深入研究。后来他与一位化学家合作，于 1894 年在从空气中取得的氮中分离出了另一种当时还不知道的气体——氩。因为氩的密度比较大，所以第一种方法测得的氮的密度才会更大一点。瑞利因为这个发现获得了 1904 年的诺贝尔物理学奖。
这个发现体现了精确测量在科学实验中的重要性，而更重要的是反映了科学家们严谨求实的科学精神！
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1．在测量某种固体颗粒密度的实验中，首先用天平测得固体颗粒样本的质量为 89 g，然后在量筒中倒入 20 mL 的水，将这些颗粒放入量筒中，如图 6–2–5 所示，则这些颗粒的总体积为_______cm3，该固体的密度是________g/cm3。
2．在“测量盐水的密度”实验中，有如下的实验操作步骤：
① 用天平测量空烧杯的质量 m杯；
② 将盐水倒入烧杯中，用天平测量烧杯和盐水的总质量 m总；
③ 将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分，测出量筒中盐水的体积 V；
④ 用天平测量烧杯和剩余盐水的总质量 m剩；
⑤ 根据公式，求出盐水的密度 ρ盐水。
多余的实验操作步骤为______，盐水密度的计算公式为_______。
3．仅用天平、一次性水杯、记号笔和足够的水，能否测出酱油的密度？简述你的实验方案。
4．若形状不规则的石块体积较大，无法放入量筒内，你能想出哪些方法测量石块的体积？这些方法的优缺点各是什么呢？
发布时间：2026/3/10 下午9:28:02 阅读次数：15
