（呼和浩特专版）2020中考物理复习方案 第12课时 拓展利用浮力测物体的密度课件

第12课时拓展:利用浮力测物体的密度方法类型原理解析图示步骤及表达式天平法测固体的密度质量:m1;转换法求体积:V=V排=m排ρ水①用天平称出石块质量m1;②用天平称出烧杯和水的总质量m2;③用细线系好石块,手提石块浸没在水中(不接触杯底),读出此时天平的示数m3;④表达式ρ=m1m3-m2ρ水质量:m1;转换法求体积:V=V排=m排ρ水①用天平称出石块质量m1;②用天平称出空小烧杯质量m2;③将大烧杯倾斜放置,向大烧杯中倒水至水面刚好与大烧杯口相平,将石块放入水中,用小烧杯承接溢出水,称量小烧杯和溢出水的质量m3;④表达式ρ=m1m3-m2ρ水方法类型原理解析图示步骤及表达式弹簧测力计法测固体的密度质量:m=Gg;浮力:F浮=G-F,F浮=ρ水gV排;体积:V=V排=F浮ρ水g=G-Fρ水g;密度:ρ物=mV一提解决质量;二提解决体积①用细线系好物块,挂在弹簧测力计下,测出物块的重力G;②向烧杯中装适量的水,把物块浸没在水中,读出弹簧测力计的示数F;③表达式:ρ物=GG-Fρ水测液体的密度物块浸没在水中时,F浮=G-F1=ρ水gV排;物块浸没在待测液体中时,F浮'=G-F2=ρ液gV排;G-F2G-F1=ρ液ρ水(V排相等)①用细线系好物块,挂在弹簧测力计下,测出物块的重力G;②向烧杯中装适量的水,把物块浸没在水中,读出弹簧测力计的示数F1;③向烧杯中装适量的待测液体,把物块浸没在待测液体中,读出弹簧测力计的示数F2;④表达式:ρ液=G-F2G-F1ρ水方法类型原理解析图示步骤及表达式量筒法测固体密度ρ物ρ水漂浮时,浮力:F浮=G;质量:m物=m排=ρ水(V2-V1);浸没时,体积:V物=V3-V1;密度:ρ物=m物V物(针压法让物体浸没)①在量筒中装适量的水,读出水的体积V1;②将物体放入量筒中,物体漂浮在水面上,读出体积V2;③用长细针将物体压入水中,读出体积V3;④表达式:ρ物=V2-V1V3-V1ρ水测固体密度ρ物ρ水漂浮时,浮力:F浮=G;质量:m物=m排=ρ水(V2-V1);体积:V物=V3-V1;密度:ρ物=m物V物(辅助法让物体漂浮)①将一小空筒放入盛水的量筒中,读出体积V1;②将物体放入小空筒中,使小空筒仍漂浮在水面上,读出体积V2;③把物体从小空筒中拿出后放入水中浸没,读出体积V3;④表达式:ρ物=V2-V1V3-V1ρ水方法类型原理解析图示步骤及表达式量筒法测固体密度ρ物ρ水漂浮时,浮力:F浮=G;质量:m物=m排=ρ水(V2-V1);体积:V物=V3-V1;密度:ρ物=m物V物(可令物体空心漂浮)①在量筒中装适量的水,读出水的体积V1;②将物体制成空心的,让它漂浮在水面上,读出体积V2;③把该物体再制成实心的,让它浸没在水中,读出体积V3;④表达式:ρ物=V2-V1V3-V1ρ水方法类型原理解析图示步骤及表达式刻度尺法测形状规则的固体的密度(ρ物ρ水)漂浮时,浮力:F浮=G;ρ水V排g=ρ物V物g;ρ水S物底(h1-h2)g=ρ物S物底h1g;ρ水(h1-h2)=ρ物h1①用刻度尺测出物块的高度h1;②把物块放入水中漂浮,用刻度尺测出物块露出水面的高度h2;③表达式:ρ物=h1-h2h1ρ水测液体的密度F浮=F浮';ρ水gV排水=ρ液gV排液;ρ水gS木h1=ρ液gS木h2;ρ水h1=ρ液h2①在粗细均匀的木棒底部缠上足够的金属丝,在烧杯中装适量的水,将木棒放入烧杯内使其能够竖直漂浮在水中,测出木棒浸入水中的深度h1;②在另一相同烧杯中装适量的待测液体,将木棒放入烧杯内使其竖直漂浮在待测液体中,测出木棒浸入液体中的深度h2;③表达式:ρ液=h1h2ρ水方法类型原理解析图示步骤及表达式刻度尺法测形状不规则固体的密度(ρ物ρ水)漂浮时,浮力:F浮=ρ水gV排;质量:m物=m排=ρ水(h2-h1)S杯;体积:V物=(h3-h1)S杯;密度ρ物=m物V物①把木块放入烧杯中漂浮,用刻度尺测出水的深度h1;②把待测物体放在木块上,测得水面的高度h2;③把待测物体直接放入烧杯中,测出水面高度h3;④表达式:ρ=h2-h1h3-h1ρ水等压法测液体的密度玻璃管内外液体对管底压强相等;p液=p水;ρ液gh2=ρ水gh1;ρ液h2=ρ水h1①把一端扎有橡皮薄膜的玻璃管竖直插入盛有适量水的烧杯中;②向管内缓慢加入待测液体直到薄膜变平为止;③分别测出薄膜到水面和到待测液面的距离为h1和h2;④表达式:ρ液=h1h2ρ水方法类型原理解析图示步骤及表达式刻度尺法杠杆平衡法测固体的密度(ρAρ水)杠杆第一次平衡时GAl1=GBl2①;杠杆第二次平衡时(GA-F浮)l1=GBl'2②;①②可得GAGA-F浮=l2l'2;所以ρAVAgρAVAg-ρ水VAg=l2l'2;则ρAρA-ρ水=l2l'2①调节杠杆平衡,用细线将A和B拴好,分别挂在杠杆的两端,使杠杆再次平衡;②用刻度尺分别测出A和B到支点的距离l1和l2;③在容器中盛水,将A浸没在水中,保持A不变,改变B的位置,使杠杆在水平位置再次平衡,并测出B到支点的距离l'2;④表达式:ρA=l2l2-l'2ρ水图12-11.利用弹簧测力计测量石块的密度:(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)(1)用细线将石块挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的示数如图12-1甲所示,石块重N。(2)将石块浸没在水中,弹簧测力计的示数如图乙所示,石块受到的浮力F浮=N。(3)石块的体积V石块=cm3,密度ρ石块=g/cm3。(4)完成上述实验后,同学们又将挂在弹簧测力计下的石块浸没到某种液体中,弹簧测力计的示数为3.2N,则该液体的密度ρ液体=g/cm3。0.84.822002.42.[2019·丽水]归纳与演绎是科学学习中非常重要的科学方法,下表是兴趣小组归纳“根据ρ=𝑚𝑉,运用浮力知识间接测量固体密度”的方法,请回答:方法一二实验器材弹簧测力计、烧杯、水量筒、细铁丝、水操作过程思维过程因为m物=Gg=F1g,V物=V排=F浮ρ水g=F1-F2ρ水g,所以ρ物=m物V物=F1F1-F2ρ水……ρ物=(用V1、V2、V3、ρ水表示)数据处理ρ物=kg/m3……适用范围ρ物ρ水ρ物ρ水3×103𝝆水(𝑽𝟐-𝑽𝟏)𝑽𝟑-𝑽𝟏3.[2019·盐城]小明用饮料吸管制作了一只简易密度计,将其放入水中时,密度计不能直立,应(选填“增加”或“减少”)吸管中铁丝质量。改进后,如图12-2所示,分别用它测量水和盐水的密度时,吸管浸入两液体的深度分别为h1和h2,则h1(选填“大于”“小于”或“等于”)h2,用它测量可乐密度时,吸管上“沾”上许多小气泡,使测得的密度偏。图12-2[答案]增加大于大[解析]密度计放入水中不能直立,说明铁丝的质量偏轻了,要增加铁丝的质量使密度计直立在水中;由于密度计漂浮在液体中,则G=F浮=ρ盐水gV排盐水=ρ水gV排水,因为ρ盐水大于ρ水,则V排盐水V排水,Sh盐水Sh水,h盐水h水,即h2h1;密度计的刻度值上小下大,用它测量可乐密度时,吸管上“沾”上许多小气泡,由于小气泡受到的浮力大于自身重力,小气泡浸没在可乐中,给密度计向上的作用力,使密度计上浮了一些,则密度计读数变大,使测得的密度偏大。4.[2019·宁夏]小明早餐常吃一个煮鸡蛋。他想知道一个生鸡蛋的密度,但发现实验室的量筒口径太小,无法测量鸡蛋的体积,他进行了下面的实验。(1)请你按照小明的实验思路,将实验步骤补充完整。①把天平放在水平桌面上,分度盘如图12-3甲所示,他应该将平衡螺母向调节,使天平平衡;②用天平测出烧杯的质量为65.8g;图12-3右③在烧杯中装适量的水,把生鸡蛋放入水中,生鸡蛋下沉至杯底,如图乙;④如图丙所示,小明的操作是;⑤取出生鸡蛋,用调好的天平测烧杯和盐水的总质量,如图丁所示,天平的读数为g;⑥将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,如图戊所示,量筒的读数为96mL;⑦利用密度公式计算出盐水密度为kg/m3,即为生鸡蛋的密度。向烧杯加盐,并不断搅拌,直至鸡蛋悬浮为止171.41.1×103(2)小明利用上述方法测出的盐水密度(选填“偏大”或“偏小”);小明同学很快想到,不需要增加器材,也不需要增加额外的步骤,只要将实验步骤的顺序稍加调整,就会大大减小上述误差。小明同学调整后的实验步骤顺序是(填写实验步骤前的序号)。(3)按照上面所述实验过程,请你帮助小明证明生鸡蛋的密度等于盐水密度。(推导过程要有必要的文字说明)①③④⑤⑥②⑦偏大生鸡蛋悬浮在盐水中,生鸡蛋的重力大小等于生鸡蛋受到的浮力大小,生鸡蛋的重力:G鸡蛋=m鸡蛋g=ρ鸡蛋gV鸡蛋,生鸡蛋受到的浮力F浮=ρ盐水gV排,F浮=G鸡蛋,即ρ鸡蛋gV鸡蛋=ρ盐水gV排,由于鸡蛋浸没在盐水中,所以V鸡蛋=V排,所以ρ鸡蛋=ρ盐水。5.[2018·达州改编]小陈同学在老师的指导下完成了以下实验:①用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力,如图12-4甲所示;②用手拿着这个盖紧瓶盖的空玻璃瓶浸没在水中,放手后发现玻璃瓶上浮;③将一个铁块装入玻璃瓶并盖紧盖子,放入水中放手后发现玻璃瓶下沉;④取出玻璃瓶并擦干瓶上的水,挂在弹簧测力计上,保持玻璃瓶竖直,然后从图乙所示位置慢慢浸入水中,并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与玻璃瓶下表面浸入水中深度h的关系图像,如图丙所示。(忽略瓶盖的体积)图12-4(1)装有铁块的玻璃瓶全部浸没在水中时受到的浮力是N。(2)BC段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度(选填“有关”或“无关”)。(3)在操作步骤②中空玻璃瓶浸没在水中时受到的浮力为N。1.61.6无关[答案]160(4)若圆柱形容器的底面积为100cm2,在图乙中,当玻璃瓶浸没后,水对容器底的压强增加了Pa。[解析]当玻璃瓶浸没在水中时,水对容器底压力的增加量等于玻璃瓶所受的浮力,即1.6N,则水对容器底压强增加了Δp=Δ𝐹𝑆=1.6N100×10-4m2=160Pa。(5)细心的小陈同学发现玻璃瓶上还标有“100mL”的字样,于是在装有铁块的玻璃瓶内装满水并盖上瓶盖,再用弹簧测力计测出总重力,如图丁所示,此时弹簧测力计示数为3.1N,根据以上数据他算出了铁块的密度为kg/m3。(g取10N/kg)[答案]8×103[解析]由图丙可知,玻璃瓶与铁块的重力为2.2N,则图丁中注入水的重力G注=3.1N-2.2N=0.9N,注入水的体积V注=𝐺注𝑔𝜌水=0.9N10N/kg×1.0×103kg/m3=0.9×10-4m3=90cm3,铁块的体积V铁=V瓶-V注=100cm3-90cm3=10cm3。由图甲知玻璃瓶的重力为1.4N,则铁块的重力G铁=2.2N-1.4N=0.8N,铁块的密度ρ铁=𝐺铁𝑔𝑉铁=0.8N10N/kg×10×10-6m3=8×103kg/m3。