初中物理实验设计及答案

初中物理实验设计及答案

一、《天平量筒法》

例题 ：有一块形状不规则的石块，欲测量它的密度，所需哪些器材并写出实验步骤，并表示出测量的结果。

分 析：用天平和量筒测定密度大于水的物质的密度，可用排水法测体积。 实验原理： m?? V实验器材：天平（砝码）、量筒、烧杯、滴管、线、水、石块 实验步骤：

（1）用调节好的天平，测出石块的质量m； （2）在量筒中倒入适量的水，测出水的体积V1 （3）将石块用细线拴好，放在盛有水的量筒中， （排水法）测出总体积V2；

m实验结论： m??＝ Vv2－v1二、《助沉法》

例题 有一块形状不规则的蜡块，欲测量它的密度，所需哪些器材并写出实验步骤，并表示出测量的结果。

分 析：用天平和量筒测定密度小于水的物质的密度，可用助沉法测体积。 实验原理：实验器材：天平（砝码）、量筒、烧杯、滴管、线、水、蜡块、铁块。 实验步骤：

（1）用调节好的天平，测出蜡块的质量m；

（2）在量筒中倒入适量的水，如图甲将蜡块和铁块 用细线拴好，先将测铁块没入水中，测出水 和石块的体积V1

（3）再将蜡块浸没在水中，如图乙。（助沉法）测出 水、石块、蜡块的体积总体积V2；

m实验结论： m??＝ Vv2－v1注意：物质的密度比水小，放在量筒的水中漂浮，不能直接用量筒测出体积。例题中采用的方法是助沉法中的沉锤法，还可以用针压法，即用一根很细的针，将物体压入量筒的水中，忽略细针在水中占据的体积，则可用排水法直接测出物体的体积了。 四、《弹簧测力计法》也可称(双提法）-----测固体密度

【例题】张小清同学捡到一块不知名的金属块，将它放到水中可以沉没，现在，小清同学想测出它的密度，但身边只有一支弹簧秤、一个烧杯及足量的水，请你帮她想一想，替她设计一个测量金属块密度的实验过程，写出实验步骤 分析与解：

这是一道典型的利用浮力知识测密度的试题。阿基米德原理的重要应用就是已知浮力求体积。它的基本思路就是用弹簧测力计测出浮力，利用水的密度已知，求得物体的体积，即可计算出物体的密度值。

实验原理：阿基米德原理

实验器材：一支弹簧秤、一个烧杯及足量的水、金属块、线。 实验步骤：

（1）用细线系住金属块，在烧杯中倒入适量的水； （2）用弹簧测力计测出金属块受到的重力G；

（3）用弹簧测力计测出金属块浸没在水中受到的拉力F。 实验结论：ρ金＝ G?水 G?F注意：利用弹簧测力计提着金属块测一次重力；再提着金属块测一次金属块在水中时弹簧测力计的拉力。因此简称为双提法。这一实验使用的仪器少，操作简单，是常用的测量物体密度的方法。 密度的表达式推导过程如下： F浮＝G－F拉

mGGF浮＝?水 V金＝ ρ金＝＝

VgVG－F?水g

《弹簧测力计法》（也可称三提法）------------测液体密度 49．（05年试题）小东同学想测出液体B的密度，他手边只有：一个弹簧测力计、一根细线、一个小石块、两个烧杯和足量的水。小东同学根据这些器材设计出了下面的实验步骤，但不完整。请你将小东的实验步骤补充完整：

（1）用细线系住小石块，将适量的水与液体B分 别倒入两个烧杯中；

（2） ； （3）用弹簧测力计测出小石块浸没在水中受到的 拉力F；

（4） 。 请根据小东测量的物理量表示出液体B的密 度：ρB＝ 。

分析与解：上面的例题是用弹簧测力计，测不溶于水且密度大于水的固体的密度。如果再用弹簧测力计提着物体浸没在未知液中，就可以测出未知液体的密度。这就是所谓的“三提法”。 这道题已经将实验器材以及部分实验步骤写出。 应补充的步骤为：

（2）用弹簧测力计测出小石块受到的重力G

（4）用弹簧测力计测出小石块浸没在液体B 中受到的拉力F＇ 实验结果：液体B的密度：ρB＝ G?F??水 G?F【例题】设计两种测量牛奶密度的方法，所需器材请在以下提供的器材中选择。

器材：天平(含砝码)、刻度尺、两端开口的直玻璃管(一端扎有橡皮膜)、烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、细线。 五、《 等 压 强 法 》

实验器材：刻度尺、两端开口的直玻璃管(一端扎有橡皮膜)、烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、 细线。 实验步骤：

1.烧杯中倒入适量的水；

2.将适量的牛奶倒入直玻璃管中，让扎有橡皮膜的一端放在水平桌面上，如图甲，用刻度尺测出牛奶的高度 h牛；

3.将直玻璃管缓缓放入烧杯的水中，观察橡皮膜的凹陷程度，直到橡皮膜呈水平状态时为止。用刻度尺测出 橡皮膜到水面的高度h水，如图乙。

实验结果：当橡皮膜呈水平状态时，牛奶对橡皮膜向下的压强等于谁对橡皮膜向上的压强。即p牛＝p水 ρ牛gh牛＝ρ水gh水牛奶的密度：ρ牛＝ h水

?水h牛

h牛 图甲

图乙

h水

六、《 等 体 积 法 》

实验器材：天平(含砝码)、刻度尺、烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、细线。 实验步骤：

1.用调节好的天平，测出空烧杯的质量m0；

2.将适量的水倒入烧杯中，用天平测出烧杯和水的总质量m1，用刻度尺量出水面达到的高度h（或用细线标出水面的位置）；

3.将水倒出，在烧杯中倒入牛奶，使其液面达到h处（或达到细线标出的位置），用天平测出烧杯和牛奶的总质量m2。 实验结果：

∵ 因为水和牛奶的体积相等， V牛＝V水

mm牛m水m－m0 ∴ ?牛＝牛?水＝2?水＝mm－m??10水牛水

注意：实验器材中只有天平（含砝码），但没有量筒，可以借助水的密度已知，利用体积相等，计算出密度。我们称之等体积法。 七、《 等 质 量 法 》

实验器材：天平、刻度尺、两个相同的烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、滴管。 实验步骤：

（1）调节天平，将两个相同的烧杯分别放在天平的左右盘上；

（2）将适量的水和牛奶分别倒入两个烧杯中，直至天平再次平衡为止；

（3）用刻度尺分别测量出烧杯中水面达到的高 度h水和牛奶液面达到的高度h牛。 实验结果：

∵ 因为水和牛奶的质量相等， m牛＝m水

∴ ρ牛V牛＝ρ水V水 ρ牛h牛S＝ρ水h水S

h

ρ牛h牛＝ρ水h水 即 ρ牛＝ 水?水

h牛

注意：这道题给出天平，但不含码，就没有办法测出水和牛奶的质量值。可以利用刻度尺测出水和牛奶的高度，计算出牛奶的密度。这种方法，我们称之为等质量法。 八、《 杠 杆 法 》

例题8（2006 年北京市中考试题）小东想估测出某种油的密度ρ油，他手边的 测量工具只有刻度尺。小东利用身边的器材设计出一个实验方案。首先找一根直硬棒，用细线系在O点吊起，硬棒在水平位置平衡，然后将已知密度为ρ的金属块B挂在硬棒左端C处，另外找一个重物A挂在硬棒右端，调节重物A的位置，使硬棒在水平位置平衡，此时重物挂在硬棒上的位置为E，如图所示。下面是小东测出ρ油的部分实验步骤，请你按照小东的实验思路，将实验步骤补充完整。

（1）用刻度尺测出OE的长度Lo；

（2）把金属块B浸没在油中，把重物A从E 处移动到D处时，硬棒再次在水平位置平衡； （3） ；

（4）利用上述测量出的物理量和题中的已知 量计算ρ油的表达式为： 。 注意：

1.利用杠杆平衡条件测密度。

2. 利用杠杆平衡条件测液体密度，通常我们把这种测密度的杠杆，称之为“密度秤”。

例题9 在课外小组里，肖英和其他同学利用木棍、铁块和细绳等材料制作了一杆可以测量液体密度的“密度秤”。把细绳系在木棍的重心O处并把木棍挂起，M和N是两个铁块。当M在A点，N在B点时，木棍如图所示平衡。把M浸没在水中，N移至C点时，木棍再次水平平衡。把M浸没在某种液体中，N移至D点时，木棍又处于水平平衡。可知被测液体的密度________水的密度（填：“大于”、“小于”或“等于”）。 本题答案：大于。

九、《一漂一沉法》

15．小红家有一个空心的废牙膏皮，学习了密度知识后，想利用量筒和水测定牙膏皮的密度，请你帮她完成下列任务。 （1）写出实验步骤；

（2）用所测量出的物理量写出 牙膏皮密度的表达式。 【中】 分析：

（1）实验步骤：

①在量筒内倒入适量的水，记下量筒的示数为V0； ②使空牙膏皮漂浮在量筒中，记下量筒的示数为V1；

③将空牙膏皮卷成团，把空气排除，浸没在量筒的水中，记下量筒中的水示数为V2。 （2）牙膏皮密度的表达式： ?V?V??V?V

分析与解：这道题运用的实验原理：物体的漂浮条件。所谓“一漂一沉法”，即“一漂”：当物体漂浮在液面静止时，它受到的浮力等于重力。利用物体漂浮在水中找到重力------得到物体的质量；“一沉”：利用物体沉没在水中，找到体积，则物体的密度就可以测得。

例题 如图在盛有水的量筒中放一个木块，水面所对量筒的示数为V1，如图甲；若在木块上一石块后木块仍漂浮，此时水面所对量筒的示数为V2，如图乙；若将石块从木块上拿下放入水中，水面所对量筒的示数为V3，如图丙。 求：石块的密度。

10水20石 木V1 木块 V2 木V3

石

4．测定组成实心金属球金属的密度。如图14所示，杠杆的重力忽略不计，

图甲 图乙

图丙