液体密度测量方法知多少

21世纪是教育创新的世纪，创新教育是素质教育的核心内容，创新教育的核心是培养学生的创新精神、实践能力和创新能力。液体密度的测量方法设计为学生创新才能的发挥创造了良好的情景，有助于学生能力和素质的提高，现以盐水密度测量为例介绍方法如下：

一、实验原理是密度公式ρ=

方法一：

实验器材：盐水、天平、砝码、量筒、烧杯

实验步骤：（1）在烧杯中到入适量的盐水，用天平测出总质量m1；（2）把烧杯中的一部分盐水到入量筒，测出其体积V；（3）用天平测出剩余盐水和烧杯的总质量m2.

(4)盐水密度表达式：ρ盐=。

 方法二：

实验器材：盐水、天平、砝码、烧杯、水

实验步骤：（1）用天平测出空烧杯的质量m1；（2）在烧杯中倒满水，测出总质量m2；（3）把水倒掉擦干，在烧杯里倒满盐水，测出总质量m3；（4）盐水的质量m盐=m3-m1，盐水的体积V盐=V水=，则盐水密度表达式：ρ盐=ρ水

思维扩展：这种方法原理同方法一相同，但巧妙地应用了“等效思想”，即烧杯装满水的体积和装满盐水的体积相同，因此用水的体积代替了盐水的体积。当然，该题器材可以巧妙扩展到身边的物品，比如用小空药瓶代替烧杯，用杆秤、案秤、电子秤等代替天平测质量，还可以用弹簧测力计测出物体重力，然后用公式G=mg计算物体质量。

二、实验原理是：阿基米德原理F浮=ρ液gV排 

方法一；

实验器材：盐水、量筒、弹簧测力计、小石块、细线

实验步骤：（1）用细线系住小石块挂在弹簧测力计下测出小石块在空气中的重力G；（2）在量筒中倒入适量的盐水，记录盐水的体积V1；（3）用弹簧测力计吊着小石块浸没在盐水中，记录弹簧测力计的示数F，读出此时液面到达的刻度V2；（4）石块在盐水中受到的浮力F浮=G-F=ρ盐g（V2-V1），盐水密度表达式：ρ盐=

方法二：

实验器材：弹簧测力计、细线、小石块、水杯、水

实验步骤：（1）用细线系住小石块挂在弹簧测力计下测出小石块在空气中的重力G；（2）将适量的水倒入杯中，用弹簧测力计吊着小石块浸没在水中，记录弹簧测力计的示数F1，则石块受到的浮力F浮1=G-F1=ρ水gV排；（3）将适量盐水倒入杯中，用弹簧测力计测出小石块浸没在盐水中时受到的拉力F2，同理可得F浮2=G-F2=ρ盐gV排；

（4）盐水密度表达式：ρ盐=ρ水 

三、实验原理是：物体的漂浮条件F浮=G物

实验器材：盐水、烧杯、密度计

实验步骤：将密度计放入盛盐水的烧杯中，直接从密度计上读出密度大小。

思维扩展：该种方法的器材可以扩展到生活中的物品，如用冰糕棍、金属丝、刻度尺、足够深的盛水容器（饮料瓶的下半部分）。实验步骤可这样设计：①将冰糕棍的一端饶上金属丝，制成一只“密度计”；②使“密度计”漂浮在水面上，用刻度尺测出浸在水中的长度L1，根据F浮=G物和F浮=ρ水gV排=ρ水gSL1（S为冰糕棍的横截面积）,可得G物=ρ水gSL1；③使“密度计”漂浮在盐水中，用刻度尺测出浸在盐水中的长度L2，同理可得G物=ρ盐gSL2；④盐水的密度表达式：ρ盐=ρ水。

四、实验原理是：液体压强公式P=ρ液gh

方法一：

实验器材：盐水、水、水槽、两端开口的玻璃管、橡皮膜、细线、刻度尺。

图1

实验步骤：如图1，（1）在水槽中倒入适量的盐水，把一端包紧橡皮膜的玻璃管口向上竖直插入水中；（2）向管中倒入水，直到橡皮膜变平，用刻度尺测出橡皮膜在盐水、水中的深度h盐、h水，（3）因橡皮膜上下压强相等P水=P盐，即ρ水gh水=ρ盐gh盐，则盐水密度表达式：ρ盐=ρ水。

方法二：

实验器材：盐水、水、水槽、刻度尺、“Y”型玻璃管、胶管、两用气筒。

实验步骤：如图2，（1）把“Y”型玻璃管两支脚插入两水槽，从顶端用两用气筒向外抽气，使盐水和水在玻璃管中上升适当的高度；（2）用刻度尺分别测出盐水和水在玻璃管中上升的高度h盐、h水；

图2

（3）因管中水和盐水产生的压强相等P水=P盐，即ρ水gh水=ρ盐gh盐，       则盐水密度表达式：ρ盐=ρ水。

五、实验原理是杠杆平衡条件F1L1=F2L2

实验器材：粗细均匀的直木棒、小玻璃瓶、质量为m的重物、水、刻度尺、细线

实验步骤：如图3，（1）用细线系在木棒的O点吊起，使木棒在水平位置平衡；

（2）将小玻璃瓶挂在木棒左端A处，重物挂在木棒的右端B处，调节重物的位置保持木棒水平平衡，用刻度尺分别测出OA、OB的长度L和L1，则G瓶L=mgL1----①；

  （3）小瓶位置不变，在瓶内装满水，改变重物的位置到C处，保持木棒水平平衡，用刻度尺测出OC的长度L2，则（G瓶+G水）L=mgL2-----②，将①代入②，               则G水==ρ水gV，可得V=；

  （4）倒掉瓶内的水，擦干后装满盐水，小瓶的位置不变，改变重物的位置到D处，木棒仍保持水平平衡，用刻度尺测出OD的长度L3，同理可得G盐==ρ盐gV；

  （5）盐水密度表达式ρ盐=ρ水

六、实验原理是杠杆平衡条件F1L1=F2L2和阿基米德原理F浮=ρ液gV排

实验器材：一根硬直棒、细线、密度为ρ的金属块B、重物A、刻度尺。

实验步骤：如图4，（1）用细线系在硬棒的O点吊起，使硬棒在水平位置平衡； 

（2）将金属块B挂在硬棒的左端，重物A挂在硬棒的右端，调节重物A的位置使硬棒水平位置平衡，此时重物A挂在硬棒上的位置为E，用刻度尺测出OE的长度L0，则GB·OC=GA·L0，即ρgVB·OC = GA·L0------①

（3）把金属块B浸没在盐水中，把重物A从E处移动到D处，硬棒再次在水平位置平衡。用刻度尺测出OD的长度L1，则（GB-F浮）·OC=GA·L1，F浮=ρ盐gVB，

即（ρ-ρ盐）gVB·OC= GA·L1----------------------------------------------------②

由①②可得盐水的密度表达式为ρ盐=ρ

以上各种方法有的看起来操作比较麻烦，但是可以使学生体会到物理就在我们身边，只要做个有心人，就能找到解决问题的方法。