比较两种液体密度大小的解法

一道力学探究题——比较两种液体密度大小的多种解法

初中物理概念规律中，密度可谓是核心。它辐射着整个力学，无论是质

量、重力、摩擦力，还是动能、势能、压强、浮力，甚至声音和折射，都在很大程度上和密度有着密不可分的关系。我在教学实践中和学生一起，尝试从多角度、多方法探究比较两种液体密度的方法，实践证明，这道实验题就像文章中的一条主线，使学生将零散的力学知识在头脑中形成一个清晰稳定的知识链条，加深了对这些重要概念规律的理解。更重要的是培养学生全面考察问题，用多方面知识寻求解决问题的方法，培养了学生思维的广阔性、深刻性和创造性。通过这道题的探究，极大的调动了学生对力学知识学习的积极性，找到了乐趣，为高中力学打下了良好的基础。以下是我从七个方面对这个探究题的归纳。

探究：比较两种液体密度大小的方法之一 —— 质量（重量）、体积篇 方案一：

器材：天平及砝码、两只相同小烧杯，甲乙两种待测液体

步骤：

1、 将两只烧杯中分别倒入相同体积甲、乙两种液体。

2、 将两烧杯分别放入调好的天平左右两盘中，观察指针的偏转情况，比较分析得出结论。

结论：若指针偏左，则ρ甲>ρ乙

若指针偏右，则ρ甲

若指针指在分度盘中线处，则ρ甲=ρ乙

方案二：

器材：天平及砝码、两只相同小烧杯，甲乙两种待测液体、量筒

步骤：

1、将甲液体倒入小烧杯中适量，用调好的 天平称出其质量为m，倒入 量筒中测出体积为V1。

2、用天平称出质量同为m的乙液体，倒入量筒中，测出体积为V2。

3、对V1 、V2比较分析得出结论。

结论：若V1>V2，则ρ甲

若V1＝V2，则ρ甲=ρ乙

若V1ρ乙

方案三：

器材：弹簧测力计、细线、矿泉水瓶、甲乙两种待测液体

步骤：

1、矿泉水瓶中装入甲液体适量，做出标记。

2、用细线将矿泉水瓶拴好，并挂在弹簧测力计下，读出示数为G1。

3、将甲液体测出后，擦干，将乙液体倒入至刚才标记处

4、用弹簧测力计测出示数为G2。

5、对G1和G2比较分析得出结论。

结论：若G1>G2，则ρ甲>ρ乙

若G1＝G2，则ρ甲=ρ乙

若G1ρ乙

探究：比较甲、乙两种液体密度大小方法之二 ——浮力篇

方案一：

器材：木块、刻度尺、大烧杯、甲、乙两种待测液体

步骤：

1.将烧杯中倒入甲液体适量，让木块漂浮于液面上，用刻度尺量出木块露出液面长度为h1。

2.倒出甲液体后，再倒入乙液体适量，让木块漂浮于液面上，用刻度尺量出木块露出液面长度为h2。

3.对h1和h2比较分析得出结论。

结论：若h1 >h2则ρ甲>ρ乙

若h1 =h2则ρ甲=ρ乙

若h1

方案二：

器材：弹簧测力计、细线、石块、大烧杯两个、甲乙两种待测液体

步骤：

1、将甲乙两种液体分别倒入大烧杯中适量。

2、用细线拴好石块，挂在弹簧测力计下，读出弹簧测力计的示数即物体重G。

3、分别将石块浸没于甲乙两种液体中，读出弹簧测力计示数分别为F1、F2。

4、根据F浮甲＝G－F1，F浮乙＝G－F2分别算出甲乙两种液体对石块的浮力，并比较分析得出结论

结论：若F浮甲> F浮乙，则ρ甲>ρ乙

若F浮甲＝ F浮乙，则ρ甲＝ρ乙

若F浮甲

方案三：

器材：密度计、两个大透明可乐瓶、剪刀、甲乙两种待测液体。

步骤：

1、 用剪刀剪掉大可乐瓶瓶颈部分，使其成为一个圆柱形容器。

2、 将甲、乙两种液体分别倒入瓶中适量，让密度计漂浮于液面上，读出密度值分别为ρA和ρB。

3、 对ρA和ρB比较分析得出结论。

结论：若PA > ρB，则ρ甲>ρ乙

若PA ＝ρB，则ρ甲＝ρ乙

若PA

方案四：

器材：木块、量筒、甲乙两种待测液体

步骤：

1、 量筒中装入甲液体适量，测出体积为V0。

2、 使木块漂浮于甲液体中，测出液面到达的刻度值为V1。

3、 倒掉甲液体后，将量筒中装入乙液体适量，体积为V0。

4、 使木块漂浮于乙液体中，测出液面到达的刻度值为V2。

5、 根据V排甲＝V1－V0，V排乙＝V2－V0算出木块所排开的甲乙两种液体的体积，进行比较分析得出结论。、

结论：若V排甲ρ乙

若V排甲＝V排乙，则ρ甲=ρ乙

若V排甲>V排乙，则ρ甲

方案五：

器材：一轻质均匀木棒，细线、铁架台、体积相同的铁块，两个大烧杯、甲乙两种待测液体。

步骤：

1、 用细线将两个铁块绑好挂在木棒两端，中间用细线悬挂在铁架台上。

2、 调节两个铁块位置，使木棒在水平位置平衡。

3、 将两个大烧杯中分别装入甲乙两种待测液体适量，让两铁块同时浸沒于甲乙两杯液体中，观察木棒两端铁块的运动情况，比较分析得出结论。

结论：若甲液体中铁块上升，以液体铁块下降，则ρ甲>ρ乙

若甲液体中铁块下降，以液体铁块上升，则ρ甲

若甲液体中铁块不动，以液体铁块也不动，则ρ甲=ρ乙

方案六：

器材：大烧杯一个，小薄膜塑料袋，甲乙两种待测液体。

步骤：1、在大烧杯中装入适量液体乙，在小薄膜塑料袋中装入甲液体封住口。（排出内部空气）。

2、观察塑料袋的浮尘情况进行比较分析得出结论。

结论：若塑料袋上浮，则ρ甲

若塑料袋悬浮，则ρ甲=ρ乙

若塑料袋下沉，则ρ甲>ρ乙

方案七：

器材：两个大烧杯，两个质量相同的冰块，甲乙两种待测液体。

步骤：1、在两个大烧杯中分别装入相同体积的甲乙两种待测液体适量，

将两个质量相同的冰块分别放入液体中。

2、待熔化后观察液面高度进行比较分析得出结论。

结论：若甲液面高于乙液面，则ρ甲>ρ乙

若甲液面等于乙液面，则ρ甲=ρ乙

若甲液面低于乙液面，则ρ甲

探究：比较甲、乙两种液体密度大小方法之三 ——压强篇

方案一：

器材：1个旧矿泉水瓶、钉子、甲乙两杯待测液体、刻度尺 步骤：

1、 用钉子将矿泉水瓶在某一高度扎上眼。

2、 用手堵住小孔后将烧杯中待测液体甲乙分别倒满瓶子，松手后用刻度尺量出液体最远落地点与瓶子距离分别为L1、L2。

3、 对L1、L2比较分析得出结论。

结论：若L1>L2则ρ甲>ρ乙

若L1＝L2则ρ甲＝ρ乙

若L1

方案二：

器材：一个两端开口的细玻璃管、橡皮膜、细线、玻璃水槽、甲乙两杯待测液体

步骤：

1、 将细玻璃管一端用细线将橡皮膜扎牢后倒入甲待测液体适量。

2、 将水槽中装入适量乙待测液体。

3、 将细玻璃管浸入乙液体中直到内外液面相平，观察橡皮的凸凹情况，比较分析得出结论。

结论：若橡皮膜向下凸出，则ρ甲>ρ乙

若橡皮膜变平， 则ρ甲＝ρ乙

若橡皮膜向内凹进，则ρ甲

方案三：

器材：中间有阀门的连通器，甲乙两杯待测液体

步骤：

1、 将待测液体分别倒入连通器中相同高度。

2、 打开瞬间观察水位变化，比较分析得出结论。

结论：若甲液体水位下降，则ρ甲>ρ乙

若水位不变， 则ρ甲＝ρ乙

若乙液体水位下降，则ρ甲

方案四：

器材：压强计、刻度尺、甲乙两杯待测液体

若h1

方案五：

器材：两个相同矿泉水瓶、水槽、沙子、甲乙两杯待测液体

步骤：

1、 水槽中倒入沙子适量并铺平。

2、 两矿泉水瓶分别装满甲乙两种待测液体。

3、 将两瓶底朝下分别放在沙子上观察沙子的凹陷情况并比较分析得出结 论。

结论：若甲瓶陷入沙中深，则ρ甲>ρ乙

若乙瓶陷入沙中深，则ρ甲

若两瓶陷入沙中同样深，则ρ甲=ρ乙

方案六;

器材：一个旧矿泉水瓶、橡皮膜、细线、剪刀、刻度尺、甲乙两杯待测液体 步骤：1、用剪刀将矿泉水瓶瓶底剪掉，用细线将橡皮膜绑上代替容器底。

2、将底部紧贴桌面，将甲液体倒入瓶中适量做上标记。

3、提起瓶子后，用刻度尺量出凸出的长度L1。

4、换上乙液体，重复上述实验，量出凸起长度为L2。

5、对L1和L2分析得出结论。

结论：

若L1>L2，则ρ甲>ρ乙

若L1=L2，则ρ甲=ρ乙

若L1

探究：比较甲、乙两种液体密度大小方法之四 ——光学篇

方案一：

器材：两种无腐蚀透明液体、水平实验台、记号笔、激光笔、量角器、塑料白板、方形玻璃水槽各若干

步骤：

1、 用记号笔在白板上划一条水平线MM’和竖直线NN’，标出交点(人射点)O，并画出一条与ON’成一定角度的OC线。

2、 把白板插入水槽中，并将甲液体倒人其中，使液面达到MM’标记处。让光束紧贴白板从空气斜射人甲液体，调整入射角使光束沿OC方向折射，用记号笔在白板上画出在空气中的入射光线。

3、 将甲液体倒出，换成乙液体，重复步骤2。

4、 用量角器分别量出(或比较)两次的人射角i1和i2的大小。

结论：若i1 >i2,则ρ甲>ρ乙

若i1＝i2,则ρ甲=ρ乙 若i1

器材：两种无腐蚀透明液体、水平实验台、记号笔、激光笔、量角器、塑料白板、方形玻璃水槽各若干

步骤：

1、用记号笔在白板上划一条水平线MM’和竖直线NN’，标出交点(人射

点)0，并画出一条与ON’成较小角度的CO线。

2、把白板插入水槽中，并将甲液体倒人其中，使液面达到MM’标记处。让光束紧贴白板从水槽底部沿着CO方向从甲液体斜射到空气中，用记号笔在白板上画出在空气中的折射光线。

3、将甲液体倒出，换成乙液体，重复步骤2。

4、用量角器分别量出(或比较)两次折射角r1和r2。

结论：若r1>r2，则ρ甲>ρ乙

若r1=r2，则ρ甲=ρ乙

若r1

方案三：

器材：两种无腐蚀透明液体、水平实验台、记号笔、铁架台、激光笔、细线、刻度尺、方形玻璃水槽各若干

步骤：

1、用记号笔在玻璃水槽前面外壁画一条与水槽底平行的线MM和竖直线NN’， 标出交点(人射点)0；用细线将笔固定在铁架台上。

2、将甲液体倒人水槽中，并使液面与MM’相平。

3、让光束平行前壁沿某方向人射(如CO方向)，用记号笔在水槽外底部标记光点s1位置。

4、将甲液体倒出，换成乙液体，重复步骤2、3。

5、用刻度尺分别测出光点到N’的距离L1与L2。

6、、对L1和L2分析得出结论。

结论：若L1ρ乙

若L1=L2，则ρ甲=ρ乙

若L1>L2，则ρ甲

乙 探究：比较甲、乙两种液体密度大小方法之五———摩擦力篇 方案一：

器材：弹簧测力计、长木板、带钩的木块、烧杯、甲乙两种待测液体 步骤：

1、将烧杯中装满甲液体，放在木块上，用弹簧测力计水平的拉动弹簧测力计使木块做匀速直线运动，读出示数为F1.

2、换上液体乙，重复上述步骤，读出示数为F2.

3、、对F1和F2分析得出结论。

结论：若F1>F2，则ρ甲>ρ乙

若F1=F2，则ρ甲=ρ乙

若F1

探究：比较甲、乙两种液体密度大小方法之六———动能篇 方案一：

器材：两个完全相同的矿泉水瓶、木块、斜面、甲乙两种待测液体 步骤：

1、将两个矿泉水瓶中分别装满甲乙两种测液体，从斜面上同一高度分别滚下推动斜面底部的木块，用刻度尺测量木块被推动的距离为L1和

L2

2、对L1和L2分析得出结论.

结论：

若L1>L2，则ρ甲>ρ乙

若L1=L2，则ρ甲=ρ乙

若L1

探究：比较甲、乙两种液体密度大小方法之七———势能篇 方案一：

器材：两个完全相同的矿泉水瓶、两个玻璃水槽、沙子、甲乙两种待测液体

步骤：

1、将两个矿泉水瓶中分别装满甲乙两种测液体，从同一高度分别自由落下，观察瓶子陷入沙子的深度，用刻度尺量出深度分别为L1和L2.

2、对L1和L2分析得出结论.

结论：

若L1>L2，则ρ甲>ρ乙

若L1=L2，则ρ甲=ρ乙

若L1