利用浮力测密度，我能_教学参考-查字典物理网

密度和浮力都是初中物理力学的重要内容。利用浮力来测量物质密度涉及到密度、浮力等多个知识和称质量、测体积、求浮力等多个过程，综合性强，难度较大。此类实验不仅关注学生的基本操作技能，更注重提升学生实验创新能力和培养学生对知识的整合、应用能力，是中考命题热点之一。笔者在教学中做了如下归纳，请各位同行斧正。

一、利用浮力测固体质量的质量

原理：根据物体漂浮在液面上时，F_浮=G_物=m_物g，而F_浮=_液gV_排，只要能测物体漂浮时的浮力，通过等量代换就能间接算出物体的质量，然后根据=m/v，求得待测物的密度。对于不能漂浮的物体，要创造条件使其漂浮。

方法：等量代换公式变形充分利用漂浮F_浮=G_物的特点

例1请利用一个量筒和适量的水测出一玻璃制成的小试管的密度，写出主要实验步骤和玻璃密度表达式。

分析：有量筒和水易测出试管的体积，要测其密度关键是如何通过等量代换找出质量。空试管能漂浮在水面上F_浮=G_物，算出浮力就知道重力和质量。

实验步骤：（如下图）

（1）在量筒中倒入适量水，记下水面对应刻度V₁。

（2）将小试管放进量筒使其漂浮，记下水面对应刻度V₂。

（3）将小试管沉浮在量筒里的水中，记下水面对应刻度V₃。

表达式：_玻=

拓展：利用上题中的器材，如何测出沙子的密度。

分析：沙子的密度大于水，要创造条件使其漂浮（将沙子放进漂浮的试管里），沙子重力等于试管增大的浮力。

实验步骤见图：

表达式：

其实上题中的试管就相当于浮力秤，将被测物放进漂浮的试管，增加的浮力即为被测物重力，G_物=_水g（V₂-V₁）。“曹冲称象”也是利用这个原理测质量，使船两次浸入水中的深度相同，所受浮力相同，于是大象重等于石头重。对于密度大于水的橡皮泥，可做成船状使其漂浮，测出V_排算出浮力得到质量，再使其下沉测出体积，可算出密度。

二、利用浮力测固体物质的体积

原理：根据F_浮=_液gV_排得V_排=，浸没时V_排=V_物，测出其浸没时受到的浮力，可计算物体排开液体的体积，即为物体体积。

方法：等量代换公式变形充分利用浸没V_排=V_物的特点

例2小新能利用的器材有：弹簧秤、大口溢水杯、口径较小的量筒、细线和足量的水，他要测量一石块的密度，请你写出他能用的两种方法并写出所测石块密度的表达式。

分析：用弹簧秤很容易测出石块的重力得到质量，但由于量筒口径较小，无法直接测出石块体积。若能测出其浸没时受到的浮力，根据F_浮=ρ_液gV_排得V_排=，浸没V_排=V_物可得石块体积。然后根据=可算出石块密度。有弹簧秤、溢水杯、量筒，测浮力可用称重法和阿基米德原理。

实验步骤：

方法一：（1）用弹簧秤测出石块的重力G₁；

（2）将挂在弹簧下的石块浸没水中

（不能碰到容器底），记下此时弹簧秤示数G₂；

石块密度表达式：_石=

方法二：（1）用弹簧测力计测出石块重力G；

（2）在溢水杯中装满水后把石块浸没在水中，用量筒收集溢出的水，记下量筒中水的体积V（即为石块体积）。

石块密度的表达式：_水=

利用浮力测液体密度

原理：由F_浮=_液gV_排得_液=，只要找出相应的V_物、F_浮，即可求出待测液体密度。

方法：等量代换公式变形称重法、原理法、平衡法求浮力

例3某同学用一密度比水和牛奶都小的正方体木块和一种常见测量工具，测出了牛奶的密度，请写出实验步骤和牛奶密度表达式。

分析：此题显然用称质量测体积的方法不能测出牛奶密度。木块能漂浮在两液面上，易联想到利用浮力测密度。根据F_浮=由F_浮=_液gV_排可知，只要测出木块漂浮在牛奶液面时受到的浮力和排开液体的体积，就能算出牛奶密度。而木块既能在牛奶中漂浮又能在水中漂浮，两次所受浮力相等。用量筒易测出木块漂浮在两液面时的V_排可得浮力，所以_奶===。从上式中发现只要找出排开两液体体积的关系，就可算出待测液体的的密度。木块漂浮时V_排=Sh_浸，用一刻度尺分别测出木块漂浮在牛奶和水面时浸入（或露出）液面长度，也能得到两次V_排间的关系，_奶===