學(xué)習(xí)了密度的測量以后,小宇提出了這樣一個(gè)問題:水和牛奶的密度哪個(gè)更大些?請(qǐng)你和小宇一起設(shè)計(jì)這個(gè)探究實(shí)驗(yàn).
可供選擇的器材:足夠的水和牛奶、兩只完全相同的燒杯、天平和砝碼(天平已調(diào)平衡)、量筒、彈簧測力計(jì)、刻度尺、正方體鐵塊、細(xì)線.
(1)實(shí)驗(yàn)器材:
(2)實(shí)驗(yàn)步驟:
(3)結(jié)論分析:
【答案】分析:利用常規(guī)比較法:分別測量、計(jì)算出水和牛奶的密度,然后進(jìn)行比較即可.測量液體的密度,首先要確定實(shí)驗(yàn)原理:ρ=,根據(jù)原理來選取主要的實(shí)驗(yàn)器材:測量質(zhì)量需要天平、測量體積需要量筒;然后再組織實(shí)驗(yàn)步驟.
利用比例法進(jìn)行比較:不用進(jìn)行密度計(jì)算,借助于等體積的水(水的密度是已知的),在體積相等時(shí),質(zhì)量大的液體密度大.在質(zhì)量相等時(shí),體積小的液體密度。
利用浮力知識(shí)進(jìn)行比較:不用天平測量液體質(zhì)量,利用浮力知識(shí)間接比較出哪種液體的密度大.
解答:解:(1)利用常規(guī)比較法:用天平和砝碼、燒杯測量牛奶質(zhì)量,用量筒測量牛奶體積,據(jù)密度公式ρ=,可求出牛奶的密度,與水的密度直接比較即可.所以選取器材:燒杯、天平和砝碼、量筒、牛奶.
(2)利用比例法進(jìn)行比較:①用量筒取等體積的水和牛奶(水的密度是已知的),用兩只完全相同的燒杯、天平和砝碼分別測量它們的質(zhì)量.在體積相等時(shí),兩種物質(zhì)的質(zhì)量之比等于它們的密度之比,即質(zhì)量大的液體密度大.所選器材:水和牛奶、兩只完全相同的燒杯、天平和砝碼、量筒.
②、用天平取等質(zhì)量的水和牛奶,再用量筒分別測量它們的體積.質(zhì)量相等的液體時(shí),體積小的液體密度大.故所選器材:水和牛奶、兩只完全相同的燒杯、天平和砝碼、量筒.
(3)利用浮力知識(shí)進(jìn)行比較:用細(xì)線將鐵塊系好,掛在彈簧測力計(jì)下,讀出測力計(jì)的示數(shù)G;再分別讀出石塊浸沒在水中和浸沒在牛奶中時(shí)測力計(jì)的示數(shù),算出石塊在水中和牛奶中受到的浮力.由阿基米德原理F=Ggv可知,體積相同的物體浸在不同的液體中,浮力大的液體的密度大.故所選器材:水和牛奶、燒杯、彈簧測力計(jì)、鐵塊、細(xì)線.
故答案為:
方法一:
實(shí)驗(yàn)器材:燒杯、天平和砝碼、量筒、牛奶
實(shí)驗(yàn)步驟:(1)用天平測出空燒杯的質(zhì)量m1
(2)在燒杯內(nèi)倒入適量的牛奶,用天平測出燒杯和牛奶的總質(zhì)量m2;算出牛奶的質(zhì)量m.
(3)將燒杯中的牛奶倒入量筒中,讀出量筒內(nèi)牛奶的體積V;
(4)利用密度公式算出牛奶的密度ρ
結(jié)論分析:比較ρ和ρ即可得出誰的密度更大.
方法二:
實(shí)驗(yàn)器材:水和牛奶、兩只完全相同的燒杯、天平和砝碼、量筒
實(shí)驗(yàn)步驟:(1)用量筒分別量取體積相同的水和牛奶;
(2)將水和牛奶分別倒入兩只燒杯中,放在天平的左盤和右盤;
(3)觀察天平的平衡情況.
結(jié)論分析:下沉一端燒杯內(nèi)液體的密度大.
方法三:
實(shí)驗(yàn)器材:水和牛奶、兩只完全相同的燒杯、天平和砝碼、量筒
實(shí)驗(yàn)步驟:(1)將兩只完全相同的燒杯分別放在天平的左右盤中;
(2)將適量的水和牛奶分別倒入兩只燒杯中直到天平重新平衡;
(3)將燒杯中的水和牛奶分別倒入量筒中,讀出量筒內(nèi)水和牛奶的體積.
結(jié)論分析:體積小的液體密度大.
方法四:
實(shí)驗(yàn)器材:水和牛奶、燒杯、彈簧測力計(jì)、鐵塊、細(xì)線
實(shí)驗(yàn)步驟:(1)用細(xì)線將鐵塊系好,掛在彈簧測力計(jì)下,讀出測力計(jì)的示數(shù)G;
(2)在燒杯內(nèi)倒入適量的水,然后將鐵塊浸沒在水中,讀出測力計(jì)的示數(shù)F1;算出鐵塊在水中受到的浮力F浮1;
(3)在燒杯內(nèi)倒入適量的牛奶,將鐵塊浸沒在牛奶中,讀出測力計(jì)示數(shù)F2;算出鐵塊在牛奶中受到的浮力F浮2
結(jié)論分析:比較F浮1和F浮2的大小,則浮力大的液體的密度大.
(此題還有一些其他方法,只要回答合理即可得分)
點(diǎn)評(píng):本題即是一道實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,又是一道開放題.需要同學(xué)們?cè)谧鲱}時(shí)多讀幾遍題目,認(rèn)真思考,尋找便捷、合理的解題方法,培養(yǎng)綜合解答問題的能力.
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