自从我校开展“研究性学习”实验以来，我们物理教研组一直致力于这项实验的探索与研究．例如，在学习“测定物质的密度”一部分知识时，可以遇到各种测定物质密度的类型和方法，为了将各种测量方法加以归类和总结，特提出“测定物质密度的方法探讨与原理研究”这一研究课题．

一、课题一：密度知识的运用

常规测量方法：（基本测量工具：天平、刻度尺、量筒）

1．测形状规则金属块的密度

解析：此实验中，金属块的质量可以用天平直接测出，对于金属块的体积可以用刻度尺测出其有关的数学因素，运用体积公式可以求出金属块的体积．

结论：此类实验适用于形状规则的固体，用刻度尺进行测量，运用数学公式进行计算求出体积．（例如：金属块还可以是圆锥体、正方体等）

2．测盐水的密度

解析：此实验的关键之处在于用天平测浓盐水的质量，由于浓盐水不能直接放在托盘上进行测量，因此所采用的方法是二次测量法．（即先测出容器的质量，然后再测出液体和容器的总质量．）

结论：此类实验的共同点在于物体不能直接放在天平的托盘上，而是采用间接测量的方法．这类物体诸如：各种液体、化学药品等．

3．测定形状不规则的小金属块的密度

解析：此实验由于金属块的形状不规则，其体积无法直接测量，因此，借助“排液法”来间接求出金属块的体积．

结论：此类实验所采用的“排液法”适用于形状不规则的小固体，另外此实验的关键之处在于小固体必须全部浸没在液体中，因此，一般情况下，小固体的密度必须大于液体的密度，对于密度小于液体密度的小固体，应想方设法使其浸没在液体中．（例如：针压法、捆绑法等．）

4．测石蜡的密度

解析：此实验在测小石蜡的体积所采用的方法比较特殊，由于小石蜡的形状不规则，测体积时只能借助于量筒采用“排水法”进行实验，而且由于石蜡的密度比水的密度小，不能浸没于水，因此借助于小铁块使其全部浸没．

结论：对于测定形状不规则小固体的体积，可以借助于量筒采用“排液法”进行．

特殊测量方案

1．根据等体积测密度

（1）测盐水的密度

解析：此实验由于没有量筒，所以不能直接测出浓盐水的体积，那么浓盐水的体积只能用等体积的水来代替．故此实验中的重要操作步骤是：在向玻璃杯中倒浓盐水和水时都必须倒满，只有这样，才能保证二者等体积．（另外，还可以采用在玻璃杯上做标记的方法，使二者等体积．）此外，此实验中水的密度是常数，要注意用上．

结论：此类实验由于没有量筒、所以不能直接测体积．只能借助于等体积来进行等量代换．另外，此类实验必须所提供的其中一种液体密度已知，另一种液体可以采用其它各种液体．（不妨此实验就可以将浓盐水改为其它液体，比如：酒精、煤油等．）

（2）测小铁块的密度

解析：题目中虽然有量筒，但是刻度看不清，这意味着铁块的体积不能直接测出，量筒和普通杯子一样．隐含条件是：足够的水和要用上．可以用等体积的水来代替．

结论：此类实验由于体积不能直接测出，所采用的主要实验方法只能运用等体积进行代替．

2．根据等质量测密度

（l）测小铁块的密度

解析：由于天平的砝码已经磨损，所以不能直接用天平测出小铁块的质量，可以用等质量的水来代替．

结论：此类实验由于质量不能直接测出（砝码已磨损），所采用的主要方法是运用等质量进行代换．

（2）测盐水的密度

解析：由于天平的砝码已经磨损，所以不能直接用天平测出小铁块的质量，可以用等质量的水来代替．

结论：此类实验由于质量不能直接测出（砝码已磨损），所采用的主要方法是运用等质量进行代换．

3．运用G＝mg求m

测小石块的密度

解析：此实验除了在测小石块的体积时采用了“排液法’外，更主要的是运用弹簧测力计间接求出小石块的质量m．

结论：此类实验主要使用于在没有天平的情况下，可以运用弹簧测力计测出物体的重力G，然后根据公式G=mg，求出物体的质量m．

二、课题二：浮力知识的妙用

1．利用阿基米德原理测密度

（1）测铁块的密度

解析：此实验主要是巧妙运用了阿基米德原理公式F_浮=ρ_液gV_排，又由于物体全部浸没入液体中（即V_物=V_排），从而可以求出V_物；至于m_物，可以运用弹簧测力计测出其重力，运用G=mg求出m．

结论：此类实验主要可以测出铁块、铜块、石块等密度大于液体的物质的密度．

（2）测盐水的密度

解析：此实验巧妙主要运用了阿基米德原理公式F_浮=ρ_液gV_排，又由于F_浮=G－F，根据等量代换可以求出ρ_液，至于V_排可以采用排液法求出．

结论：此类实验主要是巧妙运用阿基米德原理公式F_浮=ρ_液gV_排，借助固体测液体的密度．（实际上对固体的密度大小没有特殊要求）

（3）测盐水的密度

解析：此实验除了巧妙运用阿基米德原理公式F_浮＝ρ_液gV_排和F_浮＝G－F以外，还借助了石块两次排开液体的体积相等（均在液体中全部浸没），根据等量代换可以求出ρ_液．

结论：此类实验在没有量筒（即不能直接测出体积）的情况下，巧妙运用阿基米德原理公式F_浮=ρ_液gV_排和F_浮=G－F，借助固体和一种已知密度的液体来测另一种液体的密度．（要求固体的密度比两种液体的密度都要大，并且在两种液体中均全部浸没）

2．利用物体漂浮在液面的条件测物质的密度

（1）测木块的密度

解析：此实验主要巧妙运用了物体漂浮在液面的条件F_浮＝G_物），另外在求F浮时，又运用阿基米德原理公式F_浮＝ρ_液gV_排求得，至于V_木可以采用“针压法”将其全部浸入液体中从而求得．

结论：对于密度小于水的物体（像木块、石蜡等），利用其漂浮在液面的特点，借助量筒从而可以测出物质的密度．

（2）测盐水的密度

解析：此实验运用了两次漂浮条件，根据同一物体在不同的液体中均处于漂浮状态，由于物体的重力不变，所以两次受到的浮力相同，根据等量代换又借助阿基米德原理公式F_浮＝ρ_液gV_排即可求得物体的密度．

结论：此类实验主要用于同一物体在不同的液体中均处于漂浮状态的情况并且其中一种液体的密度已知．

（3）测盐水的密度

解析：此实验主要巧妙运用了物体漂浮在液面的条件（F_浮＝G_物）和阿基米德原理公式F_浮=ρ_液gV_排，至于V_排采用刻度尺测出相应因素，根据V_排=V_木－V_露即可求得．

结论：此类实验主要采用的测量工具是天平和刻度尺，巧妙运用了物体漂浮在液面的条件（F_浮=G_物）和阿基米德原理公式F_浮＝ρ_液gV_排（固体必须是规则形状，如：正方体）

3．利用物体悬浮在液体中的特点测密度

测鸡蛋的密度

解析：此实验主要巧妙运用了物体悬浮在液体中的特点来测定物质的密度．

结论：此类实验要运用密度计这一测量仪器并且巧妙运用了物体是浮在液体中的特点来测定物质的密度．

三、课题三：压强知识的运用

1．测盐水的密度

解析：此实验主要运用液体压强公式ρ=ρ_液gh和二力平衡的知识．

结论：此类实验要求运用U形管，另外另一种液体的密度必须已知而且必须不能和待测液体相溶．

2．测盐水的密度

解析与结论：此实验主要是运用压强知识和平衡力的知识，另外还需要借用海尔管这一器材．

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