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学习了密度的测量以后,小宇提出了这样一个问题:水和牛奶的密度哪个更大些?请你和小宇一起设计这个探究实验.
可供选择的器材:足够的水和牛奶、两只完全相同的烧杯、天平和砝码(天平已调平衡)、量筒、弹簧测力计、刻度尺、正方体铁块、细线.
(1)实验器材:
(2)实验步骤:
(3)结论分析:
【答案】分析:利用常规比较法:分别测量、计算出水和牛奶的密度,然后进行比较即可.测量液体的密度,首先要确定实验原理:ρ=,根据原理来选取主要的实验器材:测量质量需要天平、测量体积需要量筒;然后再组织实验步骤.
利用比例法进行比较:不用进行密度计算,借助于等体积的水(水的密度是已知的),在体积相等时,质量大的液体密度大.在质量相等时,体积小的液体密度小.
利用浮力知识进行比较:不用天平测量液体质量,利用浮力知识间接比较出哪种液体的密度大.
解答:解:(1)利用常规比较法:用天平和砝码、烧杯测量牛奶质量,用量筒测量牛奶体积,据密度公式ρ=,可求出牛奶的密度,与水的密度直接比较即可.所以选取器材:烧杯、天平和砝码、量筒、牛奶.
(2)利用比例法进行比较:①用量筒取等体积的水和牛奶(水的密度是已知的),用两只完全相同的烧杯、天平和砝码分别测量它们的质量.在体积相等时,两种物质的质量之比等于它们的密度之比,即质量大的液体密度大.所选器材:水和牛奶、两只完全相同的烧杯、天平和砝码、量筒.
②、用天平取等质量的水和牛奶,再用量筒分别测量它们的体积.质量相等的液体时,体积小的液体密度大.故所选器材:水和牛奶、两只完全相同的烧杯、天平和砝码、量筒.
(3)利用浮力知识进行比较:用细线将铁块系好,挂在弹簧测力计下,读出测力计的示数G;再分别读出石块浸没在水中和浸没在牛奶中时测力计的示数,算出石块在水中和牛奶中受到的浮力.由阿基米德原理F=Ggv可知,体积相同的物体浸在不同的液体中,浮力大的液体的密度大.故所选器材:水和牛奶、烧杯、弹簧测力计、铁块、细线.
故答案为:
方法一:
实验器材:烧杯、天平和砝码、量筒、牛奶
实验步骤:(1)用天平测出空烧杯的质量m1
(2)在烧杯内倒入适量的牛奶,用天平测出烧杯和牛奶的总质量m2;算出牛奶的质量m.
(3)将烧杯中的牛奶倒入量筒中,读出量筒内牛奶的体积V;
(4)利用密度公式算出牛奶的密度ρ
结论分析:比较ρ和ρ即可得出谁的密度更大.
方法二:
实验器材:水和牛奶、两只完全相同的烧杯、天平和砝码、量筒
实验步骤:(1)用量筒分别量取体积相同的水和牛奶;
(2)将水和牛奶分别倒入两只烧杯中,放在天平的左盘和右盘;
(3)观察天平的平衡情况.
结论分析:下沉一端烧杯内液体的密度大.
方法三:
实验器材:水和牛奶、两只完全相同的烧杯、天平和砝码、量筒
实验步骤:(1)将两只完全相同的烧杯分别放在天平的左右盘中;
(2)将适量的水和牛奶分别倒入两只烧杯中直到天平重新平衡;
(3)将烧杯中的水和牛奶分别倒入量筒中,读出量筒内水和牛奶的体积.
结论分析:体积小的液体密度大.
方法四:
实验器材:水和牛奶、烧杯、弹簧测力计、铁块、细线
实验步骤:(1)用细线将铁块系好,挂在弹簧测力计下,读出测力计的示数G;
(2)在烧杯内倒入适量的水,然后将铁块浸没在水中,读出测力计的示数F1;算出铁块在水中受到的浮力F浮1
(3)在烧杯内倒入适量的牛奶,将铁块浸没在牛奶中,读出测力计示数F2;算出铁块在牛奶中受到的浮力F浮2
结论分析:比较F浮1和F浮2的大小,则浮力大的液体的密度大.
(此题还有一些其他方法,只要回答合理即可得分)
点评:本题即是一道实验设计题,又是一道开放题.需要同学们在做题时多读几遍题目,认真思考,寻找便捷、合理的解题方法,培养综合解答问题的能力.
练习册系列答案
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(3)结论分析:

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