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关于密度的创新性实验

(2014-03-04 17:00:10)
  

有关物质密度测定实验设计题,在近几年的中考中出现的频率很高。但是对这类题,同学们却把握不好,所以导致得分很少,甚至不得分,究其原因有以下几点:⑴基础知识不扎实,物理概念和规律不清。

⑵审题不认真,不能找出突破口。

⑶语言组织能力差,叙述缺乏严谨性。

⑷缺乏分析综合能力,运用物理知识解决实际问题的能力,同时缺乏创新思维能力。

此类命题大多是利用所提供的器材去测定某种物质的密度,测定的方法往往是非常规测定,而不是直接测定。在初中物理教材中和密度有关的公式有三个:(1)基本公式:ρ=m/V(2)压强公式:p=ρgh(3)浮力公式;F=ρgV所以解此类命题时大多利用上述三个公式。下面针对据情况进行分类谈一谈解题规律和方法。

一、      用密度的定义式 ρ=m/V测密度。

(一)   用密度公式,测出物体的质量和体积,即可求出密度,这是测密度的最基本的简单方法。

例1:下面是测盐水密度的实验步骤:

A、用天平称出盐水和杯的总质量m1

B、整理器材使物归原处;C、调节天平,使横梁平衡;

D、用天平称出剩余盐水和杯的总质量 m2

E、将盐水倒入量筒中一部分,记下量筒中盐水的体积V(1)请把正确操作步骤的序号写在横线上             

(2)盐水密度的最后表达式ρ=               

答案为(1)C、A、E、D、B。(2)ρ= (m1- m2)/V

此类题较简单,但要注意应使测量值尽量精确,这就要求尽量减小误差,此题的实验步骤就较准确。

(二)   “替代法”、“排水法”间接测体积和质量

例2:物理老师提供了一架天平(不含砝码)、一个量筒、滴管、两个完全相同的烧杯、一些水和一个玻璃小球,怎样测小球的密度?解析:可采用替代法,通过测出等质量水的体积,算出球的体积,利用排水法测出球的体积。步骤如下:1、  天平放在水平桌面上并调节平衡。

2、  在天平的两个盘上放上相同的烧杯,在左盘放玻璃球,在右盘的烧杯中加水,通过滴管调节右盘烧杯中的水使天平平衡。3、  将水倒入量筒内,并记下水面对应的刻度V1

4、  将玻璃球放入量筒内,并记下水面对应的刻度V2

5、  计算ρ=m/V=m/VV1/(V2-V1

(4)       利用公式p=ρgh,利用压强平衡列等式求密度。

例3:设计两种测量牛奶密度的方法,所需器材请从以下的仪器中选择。天平(含砝码)、刻度尺、两端开口的玻璃管(一段扎有橡皮膜)、烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、细线。

解析:本题采用的方法是多样的,采用压强平衡法的步骤是:

1、  在玻璃管倒入一定深度的牛奶。

2、  将玻璃管竖直插入烧杯的水中,待橡皮膜变平时,用刻度尺量出管底到牛奶面和水面的深度h1、h2。3、  计算:∵p=p∴ρgh2gh1∴ρh2/h1解答此题还有其它的方法,只要把知识灵活运用就能找到方便的解题技巧。

三、根据阿基米德原理和浮力基本规律求解密度。

例4:小明同学想用量筒和足量的水测小玻璃瓶的密度,请你帮他设计实验。

解析:此题的关键是利用浮力间接求出质量

1、  在量筒中倒入适量的水,记下水面对应刻度为V1

2、  将小玻璃瓶放入量筒中使其漂浮,记下水面对应刻度为V2

3、  将小玻璃瓶全部浸入水中,记下水面对应刻度为V3

计算∵G=F

又∵Fg(V2 -V1

∴m= G/g=ρ(V2 -V1

∴ρ=m/V(V2 -V1)/(V3 -V1

通过以上题目的分析与解答,我们就知道了,虽然这类题目变化多样,只要我们掌握住基本规律和技巧,一定能迎刃而解。而且密度的测量也有其实际利用价值,最基本的就是进行物质的鉴别,因为各种物质的密度是一定的,不同物质的密度一般不同,因此只要测出它的密度,就知道物体可能是什么物质了。还可以利用密度来计算不便于直接称量的庞大的物体的质量,可以用来计算形状不规则的较大物体的质量。

 

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