小明想知道牛奶的密度，在实验室进行了下面的探究活动．小明根据所学知识进行了如下实验步骤：①用已调好的天平测量出空烧杯的质量m1=20g；②取适量牛

题文

（7分）小明想知道牛奶的密度，在实验室进行了下面的探究活动．

解析

（1）天平在使用过程中，所测物体质量等于砝码质量之和加上游码对应刻度值，故烧杯和牛奶的总质量m₂=20g+20g+10g+3g=53g，牛奶样品的质量m=m₂﹣m₁=53g﹣20g=33g；量筒中牛奶的体积V=30cm³，牛奶的密度ρ="m/V=" 33g/30cm³=1.1g/cm³。（2）实验过程中，由于烧杯中牛奶没有全部倒入量筒中，测量的牛奶的体积偏小，根据密度公式ρ=m/V可知求出牛奶的密度偏大。（3）在测量液体的密度时，可采用剩余法测量可减小实验误差，即在步骤②中测出了烧杯和牛奶的总质量，所接下来的步骤是：将烧杯中的一部分牛奶倒入量筒中，读出牛奶的体积V；用天平测出烧杯和剩余牛奶的质量m₃。求出量筒中牛奶的质量，根据ρ=（m₂﹣m₃）/V求出牛奶的密度。

考点

据培训啦专家说，试题“（7分）小明想知道牛奶的密度，在实验室进.....”主要考查你对 [固体密度的测量 ]考点的理解。

固体密度的测量

测量密度的原理：
原理：由密度公式
可知，要测量某种物质的密度，需要测量由这种物质构成的物体的质量的体积。
测量方法：
1. 形状规则的固体：质量可用天平测量，体积可直接用刻度尺测长、宽、高等，并利用体积公式算出，如正方体的体积V=a³，圆柱体的体积V=πr²h，长方体的体积V=abc，根据
求得密度。
2. 形状不规则的固体（不溶于水）：
（1）体积可用“排水法”间接测出
（2）质量可用天平测量
①先在量筒中倒入适量水，读出水的体积V₁(水的多少以刚好淹没固体为宜。水过多，放入固体后液面会超过量程；水过少，不能淹没固体)
②将固体用细线拴住慢慢放人量筒内水中，并使其全部淹没，此时读出水与固体的总体积V₂
③由V=V₂-V₁，得出固体体积。
最后根据
求得密度。

Ⅰ方法一：天平量筒法
例：有一块形状不规则的石块，欲测量它的密度，所需哪些器材并写出实验步骤，并表示出测量的结果。
分析：用天平和量筒测定密度大于水的物质的密度，可用排水法测体积。
实验原理：
实验器材：天平（砝码）、量筒、烧杯、滴管、线、水、石块
实验步骤：
（1）用调节好的天平，测出石块的质量m；
（2）在量筒中倒入适量的水，测出水的体积V₁；
（3）将石块用细线拴好，放在盛有水的量筒中，（排水法）测出总体积V₂；
 实验结论：ρ=
=
。
Ⅱ方法二：助沉法
例：有一块形状不规则的蜡块，欲测量它的密度，所需哪些器材并写出实验步骤，并表示出测量的结果。
分析：用天平和量筒测定密度小于水的物质的密度，可用助沉法测体积。
实验原理：
实验器材：天平（砝码）、量筒、烧杯、滴管、线、水、蜡块、铁块。
实验步骤：
（1）用调节好的天平，测出蜡块的质量m；
（2）在量筒中倒入适量的水，如图甲将蜡块和铁块用细线拴好，先将测铁块没入水中，测出水和石块的体积V₁
（3）再将蜡块浸没在水中，如图乙。（助沉法）测出水、石块、蜡块的体积总体积V₂；
实验结论：
注意：物质的密度比水小，放在量筒的水中漂浮，不能直接用量筒测出体积。例题中采用的方法是助沉法中的沉锤法，还可以用针压法，即用一根很细的针，将物体压入量筒的水中，忽略细针在水中占据的体积，则可用排水法直接测出物体的体积了。
Ⅲ方法三：等浮力法
例：小明家买的某品牌的牛奶喝着感觉比较稀，因此他想试着用学过的知识测量一个这种牛奶的密度。他先上网查询了牛奶的密度应该为1.03g/cm³，然后他找来一根粗细均匀的细木棒，在木棒的表面均匀地涂上一层蜡，并在木棒的一端绕上一段金属丝（体积不计），做成了一枝“密度计”，小明又找来一个足够深的盛水容器和一把刻度尺，请你帮助小明利用这些器材设计一个测量牛奶密度的方案。要求写出主要的测量步骤并推导出计算牛奶密度的公式（有足量的水和牛奶）。
实验原理：漂浮条件、阿基米德原理。
实验器材：刻度尺、粗细均匀的细木棒、一段金属丝、烧杯、水、牛奶。
实验步骤：
（1）将一段金属丝绕在木棒的一端，制成“密度计”，用刻度尺测出其长度L；
（2）将“密度计”放入盛有水的烧杯中，使其漂浮在水中，用刻度尺测出“密度计”露出水面的高度h_水；
（3）将“密度计”放入盛有牛奶的烧杯中，使其漂浮在牛奶中，用刻度尺测出“密度计”露出牛奶液面的高度h_牛。
实验结论：因为“密度计”在水中和在牛奶中，均处于漂浮状态。因此“密度计”在水中和在牛奶中受到的浮力都等于“密度计”的重力。“密度计”的重力不变，所以两次浮力相等。即F_牛＝F_水，根据阿基米德原理可得：
ρ_牛gV_牛排＝ρ_水gV_水排
ρ_牛gSh_牛排＝ρ_水gSh_水排
∵h_牛排＝L－h_牛h_水排＝L－h_水
∴ρ_牛（L－h_牛）＝ρ_水（L－h_水）
牛奶的密度：
注意：从给定的器材看，即无量筒，也无天平，此时解题的着眼点就不能局限于利用质量、体积测密度。应该展开丰富的联想，而给出“密度计”，是和浮力有关的，就要联想到利用浮力测液体的密度。这种利用两次浮力相等来测密度，我们简称为“等浮力法”。

Ⅳ弹簧测力计法（也可称双提法）
例：张小清同学捡到一块不知名的金属块，将它放到水中可以沉没，现在，小清同学想测出它的密度，但身边只有一支弹簧秤、一个烧杯及足量的水，请你帮她想一想，替她设计一个测量金属块密度的实验过程，写出实验步骤
分析与解：
        这是一道典型的利用浮力知识测密度的试题。阿基米德原理的重要应用就是已知浮力求体积。它的基本思路就是用弹簧测力计测出浮力，利用水的密度已知，求得物体的体积，即可计算出物体的密度值。
实验原理：阿基米德原理
实验器材：一支弹簧秤、一个烧杯及足量的水、金属块、线。
实验步骤：
（1）用细线系住金属块，在烧杯中倒入适量的水；
（2）用弹簧测力计测出金属块受到的重力G；
（3）用弹簧测力计测出金属块浸没在水中受到的拉力F。
实验结论：
注意：利用弹簧测力计提着金属块测一次重力；再提着金属块测一次金属块在水中时弹簧测力计的拉力。因此简称为双提法。这一实验使用的仪器少，操作简单，是常用的测量物体密度的方法。

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