一道密度实验探究题详解

在2000多年前一位大师帮我们揭开了密度的神秘面纱，他就是伟大的物理学家阿基米德.直至今日他的科学探究方式还依然是我们常常应用的方法，虽然当今先进的精密仪器可以直接测量出物体本身的一些属性，但是这种研究方式却教会了我们物理探究的方法.

物理学是一门以实验为基础的学科，在初中物理的学习中，密度的测量贯穿了整个力学的内容.测量的方法涉及到质量、浮力、压强等知识，在课堂教学中只简单的介绍了利用测量质量、体积从而计算密度的间接测量方法，那么怎么才能应用这种简单的方法来解出密度这类题呢？通过下面这道实验探究题进行归纳此类题的解决方法：

小明利用一个烧杯、天平、水测量出了一小块不规则小石头的密度，请将他的步骤补充完整.

（1）把托盘天平放在水平台上，将标尺上的游码移到______处，调节天平右端的平衡螺母，使天平平衡；

（2）用天平测量小石块的质量，天平平衡时，右盘中的砝码和标尺上的游码如图甲所示，则小石块的质量为_______g；

（3）如图乙所示，A.往烧杯中加入适量的水，把小石块浸没其中，在水面到达的位置做上标记；B.取出小石块，测得烧杯和水的总质量为122g；C.往烧杯中加水，直到_________，再测出此时烧杯和水的总质量为142g；

（4）计算出小石块的体积为____ cm3；

（5）用密度公式计算出小石块的密度为_______kg/ m3.

密度知识的应用是本章的一个重点，也是本章的一个难点，而“关于密度的测量”是密度知识应用的一个重点内容.

托盘天平的使用方法

考查了托盘天平使用前的注意事项：根据天平的调节和使用方法，天平测量物体质量前要调节横梁平衡，先将游码移至零刻度线.

（左端）零刻度线

该问题重在考查学生的实验操作能力.

（2）：读图的能力

考查了被测物体的质量等于砝码和游码的质量之和.根据天平的读数方法，如甲图所示，游码标尺的分度值是0.2g，则m石=游码质量+游码对应刻度值=50g+2g=52g.

该问题考查了学生应用天平读数的能力，而要准确读出游码所对刻度，必须明确标尺的分度值及以游码左端所对刻度为准.

（3）：测密度的实验操作能力

利用太平和水测密度的方法，进一步使学生体会研究物理常用的方法即转换法.根据乙图所示，我们可以发现，石块的体积就是要加入水的体积，也就是要使取出石块烧杯中水的水面与石块在烧杯中水的标记相平.

水面与标记相平（标记位置）

该问题难度较大，考查了学生的实验方法、操作能力以及怎样测出小石块体积的方法.石块的体积等于烧杯中加倒水入的体积.

（4）：测密度的方法

分析：考查了学生的实验操作能力，以及怎样测出小石块体积的方法.已知烧杯和水质量m1=122g，加入水与标记相平时，烧杯和水的质量m2=142g，

该问题考查了学生读图能力、分析能力.石块的体积与倒入水的体积相同，我们可以根据烧杯中倒水前后的质量，以及密度公式，求出倒入水的体积.

（5）：运用密度公式ρ=m/V解决问题及单位换算.

考查了学生运用密度公式进行解题的能力，同时考查了学生对于单位换算的能力.根据密度公式ρ=m v，已知石块质量m石=52g，石块体积是20cm3.

已知石块的质量、体积，求出石块的密度.该问题使学生进一步理解密度公式以及在计算中应注意单位换算的问题.

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