密度物理实验报告-盘古文库

密度物理实验报告

资料大全

来源：火烈鸟

作者：开心麻花

2025-09-23

密度物理实验报告（精选14篇）

密度物理实验报告第1篇

【实验目的】

用天平和适当的测量工具(刻度尺，或游标卡尺，或螺旋测微计等)测量有规则的几何外形的固体的密度。

【实验原理】

ρ=m/V。

【实验材料和器材】

规则固体块、天平、砝码、适当的测量工具(刻度尺)。

【实验方法(步骤)】

1.将天平放在水平台面上，按天平使用规则调节天平平衡;

2.用天平称量出规则固体块的质量m，记录于预先设计好的表格中;

3.可按照其几何模型的体积公式选用适当的测量工具(刻度尺)测出有关量，并根据体积公式计算出体积V，记录于表格中;

4.根据ρ=(m1-m2)/V，计算出规则固体块的密度;

5.为确保测量准确，可进行多次测量(一般不少于3次)，取ρ的平均值，作为测定结果。

密度物理实验报告第2篇

最后一个开放实验,这个实验的结束也就标志着大学物理实验就要画上一个圆满的句号了，回顾这几周的学习，感觉十分的充实，通过亲自动手，使我进一步了解了物理实验的基本过程和基本方法，为我今后的学习和工作奠定了良好的实验基础。

这次做的是长度密度的测量实验,这应该是目前的所有实验中最简单的一个了吧.通过这次试验，更加熟练掌握有效数字的基本概念及其读取和运算.掌握游标的结构原理和正确使用游标类量具.学会不确定度的评定及实验数据的基本处理方法

除次之外，大学物理实验使我们认识到了一整套科学缜密的实验方法，对于我开发我们的智力，培养我们分析解决实际问题的能力，有着十分重要的意义，对于我们科学的逻辑思维的形成有着积极的现实意义。

密度物理实验报告第3篇

采空区是指地面下的有经济价值的矿体开采后所遗留的空间区域, 该采空区会在地表表现出沉陷、地层断裂等地质灾害[1]。如果对采空区的治理工作能在采空区塌陷以前, 有效地利用物探的方法对采空区进行探测、分析和评价, 针对各种采空区提出适当的防治和治理的方法与措施, 将会在很大程度上减少采空区对其周围的生态环境所带来的严重影响, 同时也会带来良好的社会、经济效益。因此, 结合采空区所形成的地质环境以及理论认识, 采用高密度电阻率法对采空区进行理论模拟实验, 以期获得对高低阻采空区的判别、圈定采空区及其影响范围, 对以后野外采用高密度电阻率法探测采空区提供理论依据。

1 高密度电阻率法的基本原理

高密度电阻率是直流电阻率方法的1个分支, 是在常规电阻率勘探中发展起来的1种新的地球物理勘探方法[2]。勘探采用的是温纳三电位电极系 (α、β、γ装置) , 在条件允许的情况下 (可以布设无穷远电极时) , 还可以采用温纳联合三极装置, 在地面上进行二维测量。三电位电极系统是由温纳四级装置、偶极装置和微分装置以某种方式进行组合所组成的测量系统。三电位电极系统在野外实际测量中, 只要通过系统装置的转换开关, 就能够把每4个相邻的电极进行一次排列组合, 这样就可以在每个测点取得多种电极排列方式的测量参数。

设电极之间的点距为m时, 则三电位电极系统电极之间的距离为:

式中a为隔离系数, a=1, 2, 3, …, 15。

由3种装置形式的电极排列的电场分布规律, 可以得出3种电极排列形式所测量的视电阻率的关系式:

式中ρsα、ρsβ、ρsγ分别为温纳4级装置、偶极装置和微分装置所计算出的视电阻率。

从上式可以看出3种装置之间的关系。当已知任意2种装置的视电阻率, 就可以通过上面的公式得出第3种装置的视电阻率公式[3,4]。因此, 在进行野外测量时, 为了节省成本以及减少劳动强度, 可以测量3种装置的任意2种装置, 即可通过上述公式计算得到第3种装置的视电阻率。

2 实验系统

高密度电阻率法探测采空区的物理模型实验按照相似性准则进行。一般情况下在实验室中以某种比例尺复制地下介质模型, 同时, 模型介质的电性参数、数据测点间隔等一系列参数也需要按照比例尺进行设计。借助设计的比例尺, 将物理模型实验采集到的异常情况信息转化为理想情况下实际尺寸的异常情况信息[5]。

2.1 实验仪器

本次高密度方法探测采空区模拟实验, 采用的是DUK-2高密度电阻率法测量系统, 如图1所示。该系统是由中装集团和重庆地质仪器厂联合制作的, 主要由DZD-6直流电法仪、多路电极转换器和配套使用的电缆和电极组成, 所测量观测的主要参数为视电阻率值, 所研究的是沿测线方向上的视电阻率值的变换规律。视电阻率断面图能够比较详细地反映出地下地质构造和各种地质异常体的赋存状态, 因此, 本文主要通过DUK-2高密度电阻率法测量系统在实验室模拟高低阻采空区, 获得其视电阻率断面图, 进行分析解释。

2.2 实验模型

本次试验所使用的方法为高密度电阻率法, 所用仪器为DUK-2高密度电阻率法测量系统, 在B105水槽内进行采空区探测水槽模拟实验。

实验水槽尺寸为:长200 cm, 宽150 cm, 深度150 cm, 使用自来水充当均匀介质, 采用直径8 cm、高30 cm的铜棒模拟低阻采空区异常, 用2个装满沙子的大可乐瓶模拟高阻采空区异常。沿长边布置3条对称测线, 从水槽正中心开始布置1条测线为L3, 分别在L3两侧布置测线L1和L2, 线距10 cm, 每条测线上布置20个测点, 点距10 cm, 高低阻异常体的位置在横向上分别距离右边为80 cm、120 cm, 纵向上分别位于中心线的位置, 充水深度为150 cm。本次实验所采用的装置为温纳装置。

2.3 实验流程

按照实验设计布置好电极和模拟低阻高阻的模型, 并将连线与高密度大线连接;连接好实验仪器, 进行测试并检查其正常工作;一切就绪后, 开始测量工作;每条测线上做温纳形式的测量, 并记录编号。1条测线完成后, 移动测线重复测量;在所有测量完成后, 整理仪器, 测量完毕。

2.4 数据分析

将数据按照相应的编号导出, 经过格式转化后, 对采集到的数据进行预处理, 剔除坏数据, 利用瑞典高密度处理软件RES2DINV进行数据的反演处理, 可以得到能够反映地下地质异常体的分布状态和反演的视电阻率断面, 如图2所示。

从图2 (a) 看出, 水槽内中心区域基本是稳定低阻, 两边存在着一定的高阻异常, 由实验室的环境可以得出存在高阻异常可能是受水槽边界的影响。从图2 (b) 、图2 (c) 、图2 (d) 可以看出, 在水槽背景视电阻率断面图的基础上, 3条测线中心区域存在1个高阻和1个低阻异常, 通过对模型的分析比较, 低阻和高阻的异常响应正是由于在实验中所设的模型的响应。通过对数据的分析以及实验模型的设计和3条测线的视电阻率断面图的分析, 可以获得反演深度在0.13 m左右, 与实际的0.15 m的深度相吻合;在横向位置上, 高阻位于0.8 m处, 低阻位于1.2 m处, 基本符合实验布置。并且观察到L1、L2和L33条测线越靠近异常体, 所产生的异常响应就越明显。

3 结论

(1) 高密度法在实验模拟采空区探测表明, 无论是低阻采空区, 还是高阻采空区, 都是可行的。由此可以得出其在煤矿采空区探测上, 无论是积水采空区还是无水采空区, 都具有一定的可行性。

(2) 实验是在150 cm×200 cm×150 cm的水槽内进行的, 得到比较清晰的实验结果。可以大致划分出采空区的范围, 同时实验中所布置的测线越靠近异常体, 异常体所产生的响应越强烈。

(3) 在实验过程中, 由于电极间距为5 cm, 间距太近, 电极极化会对数据产生一定的影响。在野外工作中, 需要根据实际情况增大电极之间的间距, 减少电极极化对数据采集质量的影响。

(4) 高密度电阻率法受温纳装置的限制, 深部的探测数据较少, 说明随着探测深度的增加, 深部探测的范围变小, 形成倒梯形的形状;若探测比较深的采空区时, 需要更换或者采用多种装置组合进行探测, 可以获得较准确的解释。

参考文献

[1]杨镜明, 魏周政, 高晓伟.高密度电阻率法和瞬变电磁法在煤田采空区勘查及注浆检测中的应用[J].地球物理学进展, 2014 (1) :362-369.

[2]周杨.高密度电阻率法测深原理及应用实例[M].郑州:黄河水利出版社, 2012.

[3]李富, 刘树才, 曹军, 等.高密度电阻率法在工程勘察中的应用[J].工程地球物理学报, 2006 (2) :119-124.

[4]王兴泰.工程与环境物探新方法新技术[M].北京:地质出版社, 1996.

赏析物理竞赛中“测密度”实验题第4篇

初中物理物质的密度观课报告第5篇

本次研修过程中观看了赵老师的授课视频，受益匪浅。本节课的教学设计依据新一轮基础课程改革《物理课程标准》中：让生活走向物理，让物理走向社会的基本理念，面向全体学生。改变了学生被动接受的传统的教学模式，“在探究状态下学习”贯穿整个课堂教学。整个课堂设计完整、结构紧凑、逻辑严密、前后呼应。我的一点感想：

1．教学中重点突出，目标明确

本课教学中重点突出，目标明确，能抓住现实生活中的现象和通过实验探究引出物质的密度，培养学生理论联系实际的良好学风，激发学生学习兴趣这一主线开展课堂教学。让每个学生参与探究活动、探究知识，通过学生活动，掌握密度的相关内容。

2．经历发现过程，理解密度概念

教师从“同种物质”和“不同种物质”两个层次来研究质量和体积的关系，环环相扣，突破难点。密度概念的建立经历了一个从感性认识到抽象和定义，再到应用与拓展的过程。教师在选择一个学生熟悉、与形成概念有密切关系的科学故事之后，开始对一组水的质量和体积的数据进行分析，学生透过数据逐渐清晰地认识到“对于水来讲，不管质量怎么变，质量和体积的比值总是一个定值”。再接着去分析其它物质的质量和体积的关系是否依然如此，一层渐进一层，由对个体物质的分析向普遍物质的特性过渡，密度的本质和内涵由表及里、由片面进而普遍化。接着来分析不同种物质的质量和体积的关系。通过从两个层次的探讨，逐渐在认识上清晰化了对于同种物质是这样，不同种物质也是这样，质量和体积的比值始终是固定的。

3．重视数据分析，培养学生能力

这节课最大的亮点是关注对数据的分析与剖析。同时从本节内容来看，无论是密度公式还是计算其实都不困难，真正的难点是建立质量/体积的比例概念，让学生深刻认识质量和体积之间存在这样一种关系“同样的物质，不管质量和体积如何变化，可能质量很小、或者体积很大，但其比值是一定的，而且是区别与其它物质的，因此密度独立作为物理学中的一个基本概念，在现代工农业生产中也是非常重要的一个测量数据。”

赵老师在这节课的处理中，非常关注对数据的分析，从对水的质量与体积的关系的分析，到正比例函数图像的分析，都意在让学生去从数字本身去洞察数字反映的物质的本质，这在物理研究中是非常关键的一种品质和能力。

大学物理仿真实验实验报告第6篇

实验名称：空气比热容测定

学院：机械工程学院

专业班号：车辆11

姓名：刘娟娟

物理演示实验报告第7篇

一、辉光球

实验描述：

辉光球是圆形球体，实验室中还有一个为圆盘形状。工作时会发出动感绚烂的五彩辉光，有一种魔幻效果。仔细观察辉光球，可以看到其中的气体，蓝色的一个辉光球尤为明显。当将手指放上去时，手指接触球体的部分会被辉光点亮，同时球中会有一缕气体与碰触的位置连接，十分美丽。另外观察得知，如果用笔、尺子等其他物体接触辉光球，也会出现上述现象，但强度与用手指接触相比小得多。

实验原理：

辉光球的另一个名称是电离子魔幻球，顾名思义，它的工作原理与电离有关。经查资料得知，稀薄的稀有气体在高频的强电场作用下会发生电离作用。而从生活中的霓虹灯得知，稀有气体如果电离，则会发光，具体的颜色与气体种类有关。根据查到的资料了解，在我们的实验室的辉光球中，发出红绿蓝三色辉光的圆盘可能充有He，Ne和Xe，蓝色的辉光球中可能充有Ar。在人手触摸辉光球时，由于人体和大地相连，人触摸的位置的电势与大地的电势相等，整个辉光球的电场分布不再均匀，手指碰触的地方有更低的电势，所以会更加明亮，同时，辉光球中央的电极与人手之间的电势差会更大，因而形成的辉光弧线会一直跟随人的手指。

注意事项：

长时间工作的辉光球，玻璃表面会发热，用手指碰触的时候应注意。实验完毕后应关闭辉光球。

二、鱼洗

实验描述：

鱼洗是中国三大青铜器之一，在鱼洗内注入清水后摩擦其两耳，如果频率恰当，就会出现水面产生波纹，发出嗡嗡的声音并有水花跃出的现象。经验表明，湿润的双手比干燥的双手更容易引起水花飞跃。

实验原理：

鱼洗的原理应该是同时应用了波的叠加和共振。摩擦的双手相当于两个相干波源，他们产生的水波在盆中相互叠加，形成干涉图样。这与实验中观察到的现象相同。按照我的分析，如果振动的频率接近于鱼洗的固有频率，才会产生共振现象。通过摩擦输入的能量才会激起水花。

令人不解的是，事实上鱼洗是否能产生水花与双手的摩擦频率并没有关系。在场的同学试着摩擦的时候，无论是缓慢的摩擦还是快速的摩擦，都能引起水花四溅。通过查阅资料得知，鱼洗的原理其实是摩擦引起的自激振动。（就像用槌敲锣一样，敲击后锣面的振动频率并不等于敲击频率。）外界能量（双手的摩擦）输入鱼洗时，就会引起其以自己的固有频率震动。（正如在锣面上敲一下。）

为什么湿润的双手更容易引起鱼洗的振动呢？从实践的角度，可能是因为湿润的双手有更小的摩擦系数，因为摩擦起来更流畅，不会出现干燥双手可能会出现的“阻塞”情况，这只是我个人猜想，并没有发现资料有关于这方面的讨论。

注意事项：

清水的注水位置应在鱼洗的二线下

实验完毕后应倒掉水并擦干，防止生锈。

三、离心力演示仪

实验描述：

离心力演示仪是一个圆柱形仪器，中间有一个细柱，细柱穿过一段闭合的硬塑料带上的两个正对小孔。塑料带的一段固定，静止时，系统为一个竖直平面的圆，中间由细柱传过。当摁下仪器上的按钮时，细柱带动塑料带在水平面旋转起来。当旋转速度增大时，可以看到塑料带的自由端延细柱向下运动，整个塑料带变成旋转的椭圆形状。

实验原理：

离心力是一个惯性力，实际上是并不存在的。绕旋转中心转动的物体有脱离中心延半径方向向外运动的趋势，产生这种趋势的力即称为离心力。当启动仪器时，塑料带各部分均作水平方向的圆周运动，所需要的向心力由临近部分的塑料小段的拉力的径向分力提供。每一个塑料小段均收到来自前后两个塑料小段的拉力。由于塑料带下端是固定的，因此在塑料带的下半部分，每个塑料小段的受力均可分解成提供向心力的径向分力和竖直向下的分力。对其上半圆部分也有类似的结果，我个人认为，塑料带一段固定是这个仪器最重要的条件，这样塑料带的下半部分的受力结果才能确定，进而上半部分每个塑料小段所受的两个拉力的关系才能确定。在竖直向下的分力作用下，塑料带被压扁成为旋转的椭圆。

注意事项：

要保持按住按钮一定时间，才能观察到明显现象。

使用完毕后要关闭电源，检查塑料带是否归位。

对物理演示实验的建议：

物理演示实验是非常有价值的一个实验课，事实上在上这节课之前我甚至不知道我们科大有这么有意思的地方。物理演示实验的最大价值就在于能用仪器把物理之美展示出来，让参观者亲自动手，亲自体验，感觉的物理的神奇。所以我建议这个实验能向更多的人开放，能给更多的同学参观学习的机会。据我所知，除了大物双语班外，似乎没有普通班级整班参观的。而这样的东西无疑应该让更多人享受，以提高大家对物理的兴趣。另一个建议是，关于实验报告可以要求放松一些，演示实验的实验报告不应该像正式物理实验那样死板，格式化。而更应侧重于展现学生的个性化思维，展现学生自己对实验的感受和看法，甚至可以写成记叙文的样子。例如我们的辉光球，其实我在看辉光球时，第一个感觉就是联想到电影《阿凡达》，里面有一个3D虚拟出来的魔幻森林，在哪里当人脚猜在地面上时，在接触位置就会出现亮斑。我当时的想法是，如果要把这样的效果在现实中实现的话，利用辉光球的原理就是一个很好的办法。我认为我们应该多鼓励这样类似的个性化想法。

王征韬

学号：2010023020019

物理演示实验报告

王征韬

密度物理实验报告第8篇

一、浅述初中物理实验探究式教学实践以苏教版“密度”教学为例

1.确定实验教学目标

通过各种方式帮助学生对密度等的相关概念进行较为深层次的理解,从侧面引导学生运用相关概念解决简单的物理问题,并能够和生活中的物理相关现象进行连接。构建一种探究式的物理实验教学模型,引导学生进行自主的实验探究,提高学生们的自主的科学探究能力。其中第一点就是,探究的程序化方法是针对具体的情境提出相关问题以及关于该问题的自己的猜想、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、与合作;其中第二点,我们所应用到的具体方法是归纳法、比值法、演绎法。情感、态度与价值观目标:使学生通过探究,形成自主的价值和学习理念,摸清并深度理解老师所讲内容的重点和关键点。促进学生们关于“密度”概念和实验方法的构建,对所学知识进行更深层次和更彻底的理解。

2.“密度”实验教学流程的设计

本文的实验教学设计主要是为了上述的教学教育目标。主要的教学模式是探究的实验教学模式,并采取学生相互合作,互动联通的组织教学形式,而教师只负责宏观的调控和适当的引导。通过此种方式充分激发学生们的探究和创造能力,使尽可能每位同学都参与,增强他们的参与意识、竞争意识和合作意识。

主要的具体操作流程是:将所有学生分成两大组,在教师引入课题、激发学生猜想之后,一组在质量、体积、密度三个变量中控制密度不变,然后进行相关性的假设,自主设计实验方案,进行探究实验,分析和总结,接着进行相互间的评估和交流,最后根据自己的实验得出结论。而另一组则是在三个变量中控制体积不变,根据自己组的理解进行试探性的假设,然后设计出自己组的实验方案,进行相关的实验研究,根据自己组的实验组员进行头脑风暴作出总结并进行相关性的评估和交流,最后得出自己的结论。

3.探究式“密度”教学实践的主要过程

(1)教师通过预设的情境创设,引导性的提出研究课题。

(2)通过引导性话语,并结合生活中的物理现象,使学生们提出他们自己初始的假设无论对错。

(3)随机分组,然后展开讨论,两组自己设计实验,选取实验器材,并完全自主的自己操作相关实验。

(4)设计相关的实验记录表,并在实验过程中做好详细的实验记录。

(5)两组根据自己的实验结果,进行分析总结,组员内部讨论,得出属于自己组的相关实验性结论。

(6)教师根据两组的实验结果进行评析和指正,然后鼓励学生运用几天所学的密度的只是分析实际生活中有关的具体问题并提出解决的方案和方法。

二、初中物理实验探究式教学实践的效果评估和分析

《物理课程标准》强调指出:在义务教育阶段,物理课程特别是中学的物理实验课不应该只注重课本知识灌输式的传授方式。为本文我们所提倡的这种探究式的教学实践是适应时代潮流的一种创造性的教育模式,极大的调动了学生学习的能动性和创造力。通过探究式教学的实践,锻炼了学生的自主学习能力和动手能力,学生的创造性思维和发散性思维明显增强,上课的学习积极性明显提高,极大的提高了学生的学习效率,综合素质有了较为显著的提高。总得来说,教学的效果,不管是老师还是学生,都有较为明显的改善。

总结

物理探究性实验是指:教师在不设任何结论性内容的前提下,通过创设情景,进行启发式的引导,引导学生提出自己属于他们自己的问题,再让学生结合已有知识和相关的实践和非实践性经验,自主地去进行物理实验探究,通过小组合作讨论研究,获取知识。这种探究式的教学实践虽然日益得到较为广泛的重视,随着素质教育的日益推广,但在具体操作层面,有较大的操作性难度,投资大,见效慢。但这是必须作出的改变,这是一种长期性投资,功在千秋。所以,我们要加大这方面的理论与实践的研究,进一步推广类似的教育模式。推动学生和老师的双重改变。

参考文献

[1]魏达勇,孙鹏.在物理教学中培养学生的科学探究能力[J].四川教育学院学报,2005(11)

[2]马宏志.初中物理实验探究式教学实践与效果初探——以苏教版“密度”教学为例[J].新课程(教育学术),2010.03:75-76

[3]刘广玲.初中物理教学中的科学探究[J].大连教育学院学报,2006(03)

[4]陈铁杭.对初中物理探究性实验教学的研究[J].中山大学学报论丛,2006(05)

密度物理实验报告第9篇

一、调查对象和研究方法

1.调查对象

研究者选取了甘肃省陇南市部分农村中学（特别是农村初级中学）为调查和研究对象。

2.研究方法

本研究以问卷调查、理论分析为主要方法，结合访谈、座谈等辅助方法，对陇南市部分农村中学（特别是农村初级中学）的学校实验仪器和实验室的建设以及学校实验教学现状等方面进行调查。

3.调查表的设计情况

调查表从学校实验仪器及实验室和实验教学现状两个大的方面进行调查：（1）学校实验仪器及实验室：①学校有没有专用物理实验室；②学校有没有物理实验准备室；③学校有没有物理仪器室；④学校有没有物理实验员。（2）实验教学现状：①物理课中老师做演示实验时的情况；②学生分组实验教学情况；③学生实验过程中学生的表现；④老师对于学生分组实验的操作要求；⑤学生得出的有反常规的实验结果，老师的反应等。

二、调查表的统计结果和分析

1.被调查学校中有专用物理实验室的占50.1%；没有物理实验准备室的占56.7%；有55.8%的学校有物理实验仪器室；没有专职物理实验员的学校占55.6%；物理教师兼职实验员的学校占20.7%；学校的实验教学设备基本能满足的学校仅占28.6%。

2.实验教学现状调查情况：（1）77.9%的学生认为物理课中老师做演示实验时，关注实验能更好地理解物理概念和规律；56.9%的学生喜欢物理实验，并认为物理实验对提高自己的认知有很大帮助；做演示实验前，只有40.1%的老师每次都介绍观察的重点，相关的仪器、器材的名称及其用途，43.4%的老师有时介绍观察的重点，相关的仪器、器材的名称及其用途；对于课本中的演示实验，26.2%的老师创造条件让学生积极动手，54.8%自制教具或设计替代实验尽量演示给学生看。（2）学生分组实验中，40.7%的老师经常给学生示范，45.2%的老师不太关心分组实验中学生的分工协作情况。（3）17.2%的老师对学生的实验操作放任自流，43.3%的老师鼓励学生自己创造性操作，不一定按部就班。（4）有24.4%的老师只重视数据结果，19.1%的老师重视实验报告。重视实验操作过程的老师占57.1%。（5）在实验过程中如果出现较大误差时，13.1%的老师从不对结果展开讨论，51.2%的老师偶尔讨论一下。

三、对策和建议

1.加强农村中学实验教学的投资力度

（1）加大专职实验人员的投资力度

物理新课程旨在进一步提高学生的科学素养，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面培养学生，高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能；体验科学探究过程，增强创新意识和实践能力，为终身发展、形成科学的世界观和科学价值观打下基础。那么学生如何很好地体验科学探究过程，增强创新意识和实践能力呢？这就要从实验开始，为农村中学配备一支业务能力强，能很好地引导、激励学生物理学习的兴趣和热情的专职实验员。

（2）加强农村物理教师实验技能的培训工作

再好的实验条件和教学设施，都必须由具有良好素质和热爱物理实验教学的教师来实施，新一轮课程改革已经实施好多年了，但是农村物理教师实验技能的培训工作到现在还没有进行。从调查结果中可以看出，农村中学相当一部分老师的物理实验教学思想、意识和物理实验教学的技能还不合格。对农村物理教师适时进行物理教学技能的培训，物理实验教学才能真正在物理学上发挥特有的优势。

2.加强实验教学，改变实验教学评价体系

（1）改变实验教学评价体系

在实验教学评价上，向激励学生和促进学生发展的方面转变；向重视学生学习方法、情感态度和价值观方面转变；向创新教学和培养学生创新能力方面转变。

（2）运用激励机制促進实验教学

在实验教学中，充分利用竞赛方式，进行实验知识、实验技能、实验创新、实验教具小制作、课本实验改进等竞赛，培养老师、学生积极的实验态度，切实改变农村中学物理实验教学现状。

总之，农村中学物理实验教学现状在一定程度上还没有跟上新课改的精神理念，还不符合我国新物理课程改革对各学校教学的要求，希望有关部门对该问题加以重视，尽快想出对策加以解决。

参考文献：

[1]于海飞，王双雄，郝乃澜.物理实验教学与中学生辩证逻辑思维能力的培养[J].物理实验，2003，23（9）：26-28.

[2]靳建设.新课程物理教学目标设计.兰州：甘肃教育出版社，2007：46-50.

[3]张民生.中学物理教育学[M].上海教育出版社，1999.

[4]乔伊斯.教学模式[M].北京：中国轻工业出版社，2002.

注：本文为甘肃省教育科学“十二五”规划课题。

作者简介：牛明武：男，1967年11月生，研究生学历，研究方向为实验教学，就职于甘肃省成县第一中学。

陈文林：男，1969年11月生，大学本科学历，研究方向为中学物理教学，就职于甘肃省成县第一中学。

中学物理实验报告第10篇

物理实验的学习步骤和方法中学物理实验是培养学生科学的观察、实验能力，科学的思维、分析和解决问题能力的主要课程之一。正向李政道先生所说的那样：“教物理重要的是让学生懂道理……”根据中学物理教学的目的和教学大纲的基本要求，在中学物理实验的教学过程中应使学生在科学实验的基本方法上有一个实在的感受，从而培养他们的探索精神和创造性，并受到科学方法的教育。1．实验设计为使实验达到预期的目的，必须明白为什么要做这个实验，做这个实验是要解决现实技术问题、知识问题，还是要探索一下教材中将要出现的物理现象等等。解决实际问题的是什么样的，探索书中的知识问题时，应当明白是哪一个问题及什么现象。目的明确，是实验成功的前题。设计实验的基本方法归纳为下面几种：（1）平衡法。用于设计测量仪器。用已知量去检验测量另一些物理量。例如天平、弹簧秤、温度计、比重计等。（2）转换法。借助于力、热、光、电现象的相互转换实行间接测量，例如打点计时器的设计，电磁仪表、光电管的设计等。（3）放大法。利用迭加，反射等原理将微小量放大为可测量，例如游标尺、螺旋测微器、库仑扭秤、油膜法测分子直径等。2．探索性实验的选题学生探索性实验，并不是去揭示尚未认识的物理规律。而是在经历该实验的全过程之后，对探索性实验有一个实在的感受，掌握探索未知物理规律的基本方法。探索性实验的选题应与学生的知识水平和学习任务相适应。在选题方面应注意到以下几点：（1）根据中学生学到的数学知识和在实验时间上的限制，实验结果的经验公式以一次线性为宜。如：物理实验报告 ·化学实验报告 ·生物实验报告 ·实验报告格式 ·实验报告模板①线性关系：y=a+bx ②反比关系：y=a+b/x ③幂关系：y=axb 改直：logy=loga+blogx ④指数关系： y=aexp（bx）改直：iny=ina+bx 以上各式中x为自变量，y为应变量，同时又是被测量，a、b为常数。（2）两个被测量之间的变化特征具有较强的可观察性。（3）经验公式的理论分析不宜过于复杂。3．物理实验的操作方法操作能力，主要是指基本仪器的使用和数据的读出，仪器、设备的组装或连接，故障的排除等三个方面。（1）基本仪器的作用。中学物理实验涉及的基本测量仪器有：米尺、卡尺、螺旋测微器、天平、停表、弹簧秤、温度计、气压计、安培计、伏特计、变阻箱、万用表、示波器。使用基本测量仪器的规范要求是： ①了解测量仪器的使用方法，明确测量范围允许极限和精密程度； ②对某些仪器如电表等，在使用前，必须调节零点，或记下零点误差； ③牢记使用规则和操作程序； ④正确读取数据。例如，弹簧秤的正确使用要求是：明确弹簧秤的测量范围；测量前，记下零点误差；使用弹簧秤时，施力的方向应与弹簧的轴线在同一直线上，不能使弹簧秤受力过久，以免引起弹性疲劳，损坏仪器；正确地观察读数，记取数据时，不仅要记录最小刻度能指示出来的数，还应读出一位估计数字，数据后面要写明单位。又如，安培计的正确使用要求是：明确量程；使用前，调节零点；正确连接应与待测电路串联，并注意正、负极性；正确读取数据，注明单位。（2）仪器、设备的组装或连接。要进行一个物理实验，总是需要先把各个仪器、部件、设备组装起来，并要求装配和连接必须正确无误。具体要求是：布局要合理，要便于观察和操作；连接要正确，简单；实验前要检查，必要时进行预备性调节。例如，电路实验，操作要求是： ①按照实验原理电路图，安排好仪器、元件的布局，要便于连接，便于检查，便于操作，便于读取数据。②正确地连接电路。安培表、伏特表是否分别与待测电路串联、并联，正、负极性是否正确；滑线变阻器的接线是否合理；连接线路是否符合先支路、再并列、后干路、最后接电源的程序；电键是否能控制电路；接线是否简捷、牢固。③实验前应先检查电路，发现问题及时纠正，并进行预备性调节。④严格按操作程序操作，例如，改变电阻器的阻值，是否由小到大，或由大到小，最后，正确读取数据。（3）故障的排除实验中的故障排除，不单是一种操作能力，它涉及对实验原理的掌握程度、分析问题处理问题的方法、对各部件工作情况的了解等，是一种综合运用能力。实验发生故障时，应根据各部件工作状态及各部件联结处的分析，可能产生故障的几种因素，逐个检查，以致最后排除故障。总之，培养实验操作能力，是学习物理的必要基础，它有利于对知识的理解，有利于自己创造条件探索问题，有利于学生智力的发展。在物理学习中，培养操作能力，应有计划地、分阶段地进行。第一，操作的认知阶段要求对操作技能有初步的认识，在头脑中形成操作的映象，要求按规定的程序，做一些目的单纯的定向训练；第二，操作的阶调阶段要求反复练习操作，提高操作的准确性、协调性。4．物理实验中的观察内容观察是对事物和现象的仔细察看、了解。它是思维的知觉，智力活动的门户和源泉。中学物理实验中的观察是一种有目的、有计划而且比较持久的思维知觉，一般需要重点地观察实验的基本仪器、实验的设备和装置，实验中的各种物理现象和数据、图象、图表，以及教师的规范化操作等等。（1）观察仪器的刻度。仪器刻度的观察，主要是弄清刻度值的单位及其最小分度值，由此可确定测量值应估读到哪一位。（2）观察仪器的构造。主要是通过观察，了解仪器的结构原理、每个部件的作用、测量范围等等。例如，液体温度计是利用液体热胀冷缩的原理制成的。它们的底部都有一个玻璃泡，上部是一根顶端封闭、内径细而均匀的玻璃管，在管和泡里有适量的某种液体，管上标有刻度，在温度改变时，液体热胀冷缩，管内液面位置就随着改变，从液体达到的刻度就可读出温度值，温度计由于用途不一，测量范围也各不相同。例如，体温计的测量范围是35～42℃，一般实验室的水银温度计其测量范围是20～100℃。（3）观察仪器的铭牌。通过对仪器铭牌的观察可了解仪器的名称、规格、使用方法和使用条件等等。例如，有的变阻器的铭牌上标有“滑动变阻器，1.5a50ω的意思是滑动变阻器允许通入的最大电流是1.5a，最大阻值是50ω。（4）观察图像、图表、示意图、实物图。对图像的观察，主要是观察它反映的是什么物理现象，物理量变化过程怎样，物理量的变化遵循什么规律。对图表的观察，主要通过观察了解图表的意义、用途、应用条件以及所列物理量的单位。例如，液体的沸点表反映了不同液体沸腾时的温度，用它可以查找液体的沸点，单位是℃，因液体的沸点跟压强等条件有关系，表中所列的通常是在1标准大气压下的沸点值。对示意图、电路图、实物图等的观察，主要观察它们分别反映的是什么物理模型，有何用途，仪器和电路的结构是怎样布局的，各个部件（或元件）如何连接，各部分有什么关系等等。（5）观察实验装置的安装。通过对实验装置安装的观察，可了解该装置的用途，使用了哪些仪器和元件以及仪器配置的顺序和方法等等。（6）观察实验的操作过程。通过对实验操作过程观察，可了解操作前需做哪些准备工作，操作实验的顺序和过程怎样（例略）。（7）观察实验的现象。对实验现象的观察，主要是观察现象产生的条件和过程。例如，两根相距很近的平行导线，当通入相同方向的电流时，两者会相互吸引；当通入相反方向电流时，两者就互相排斥。（8）观察实验的数据。实验数据的观察，要求观测的方法要正确，数字的读数要根据仪器最小刻度达到一定的准确度，记录测量的结果时必须明确数据的单位。例如，测物体长度，观察刻度时要眼睛正视制度线，不能斜视，观察装在玻璃量筒里或玻璃量杯里水面到达的刻度时，视线要跟水面凹形的底部相平，观察水银温度计时，视线要和水银面最高处相平。（9）观察教师的示范演示。对教师示范演示的观察，要观察教师规范化的安装实验装置，合理地安排实验程序和正确的操作过程以及演示物理现象、数据的读取和记录，如何得到实验结果等等（例略）。5．物理实验中的观察方法物理实验观察，通常采用的方法有：对比观察法和归纳观察法。（1）对比观察法。人们认识事物、现象，往往是通过对两个事物、现象的对比，或把某一现象发生变化的前、后情况进行比较来实现的。例如，观察物质熔解或凝固时的体积变化，就可以把石蜡放在烧杯里，先用酒精灯徐徐加热使其全部熔解。这时，观察到石蜡液面是水平的，标出液面与烧杯接触的高度。撤去酒精灯，等石蜡冷却全部凝固后，经过观察发现：石蜡面与烧杯接触的高度虽然没有明显的变化，但表面凹下去了。又如，在学习沸腾现象时，可以观察液体在沸腾前和沸腾时的情况，并进行比较。这时，要求学生做到细致、敏捷、全面、准确地观察。结果会发现：沸腾前，液体内部形成气泡，气泡在上升过程中逐渐变大，达到液面后破裂。通过液体沸腾前、后的情况对比，可以得知：沸腾是液体内部和表面都进行剧烈地汽化的现象。我们还可以人为地控制条件，使液体分别在常压、加压、减压下沸腾，比较不同情况下的沸腾现象可知：同一种液体，沸点随外界压强变化而改变；如果研究对象为不同液体，使它们在相同外界压强的条件下沸腾，通过对比实验观察可知，在相同的压强下，不同液体的沸点是不同的。从以上两个例子可以看出：使用对比观察法，有利于掌握现象的特征以及它与其它类似现象的区别。（2）归纳观察法。总结一些现象的一般规律，反映现象的实质时，或研究一些涉及变化因素较多的问题时，通常采用归纳观察法。即通过对个别现象分别进行观察，得到一些个别的结论，再分析、归纳，从而得出一般的规律。例如，为了便于研究质点的加速度与力、质量的关系，就在先确定质量这个因素是不变情况下，观察加速度与力之间的关系；然后在确定另一个因素——力是不变的情况下，观察加速度与质量之间的关系；最后，通过归纳得出牛顿第二运动定律。可见，使用归纳观察法，有利于掌握现象的实质以及研究比较复杂现象的一般规律。总之，培养观察能力，要明确观察的目的、任务，激发学生的观察兴趣，要使学生养成善于观察、勤于思考的习惯，要教给学生观察的方法，对学生进行观察训练，要求观察得准确、全面、细致、敏捷。6．实验结果的表示实验结果的表示，首先取决于实验的物理模式，通过被测量之间的相互关系，考虑实验结果的表示方法。常见的实验结果的表示方法是有图解法和方程表示法。在处理数据时可根据需要和方便选择任何一种方法表示实验的最后结果。（1）实验结果的图形表示法。把实验结果用函数图形表示出来，在实验工作中也有普遍的实用价值。它有明显的直观性，能清楚的反映出实验过程中变量之间的变化进程和连续变化的趋势。精确地描制图线，在具体数学关系式为未知的情况下还可进行图解，并可借助图形来选择经验公式的数学模型。因此用图形来表示实验的结果是每个中学生必须掌握的。图解法主要问题是拟合面线，一般可分五步来进行。①整理数据，即取合理的有效数字表示测得值，剔除可疑数据，给出相应的测量误差。②选择坐标纸，坐标纸的选择应为便于作图或更能方使地反映变量之间的相互关系为原则。可根据需要和方便选择不同的坐标纸，原来为曲线关系的两个变量经过坐标变换利用对数坐标就要能变成直线关系。常用的有直角坐标纸、单对数坐标纸和双对数坐标纸。③坐标分度，在坐标纸选定以后，就要合理的确定图纸上每一小格的距离所代表的数值，但起码应注意下面两个原则： a.格值的大小应当与测量得值所表达的精确度相适应。④作散点图，根据确定的坐标分度值将数据作为点的坐标在坐标纸中标出，考虑到数据的分类及测量的数据组先后顺序等，应采用不同符号标出点的坐标。常用的符号有：×○●△■等，规定标记的中心为数据的坐标。⑤拟合曲线，拟合曲线是用图形表示实验结果的主要目的，也是培养学生作图方法和技巧的关键一环，拟合曲线时应注意以下几点： a.转折点尽量要少，更不能出现人为折曲。b.曲线走向应尽量靠近各坐标点，而不是通过所有点。c.除曲线通过的点以外，处于曲线两侧的点数应当相近。⑥注解说明，规范的作图法表示实验结果要对得到的图形作必要的说明，其内容包括图形所代表的物理定义、查阅和使用图形的方法，制图时间、地点、条件，制图数据的来源等。（2）实验结果的方程表示法。方程式是中学生应用较多的一种数学形式，利用方程式表示实验结果。不仅在形式上紧凑，并且也便于作数学上的进一步处理。实验结果的方程表示法一般可分以下四步进行。①确立数学模型，对于只研究两个变量相互关系的实验，其数学模型可借助于图解法来确定，首先根据实验数据在直角坐标系中作出相应图线，看其图线是否是直线，反比关系曲线，幂函数曲线，指数曲线等，就可确定出经验方程的数学模型分别为：

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初中物理实验报告第11篇

实验目的：

探究凸透镜成像的规律。

实验原理：

光的折射

实验器材：

凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、光具座

实验步骤：

1、按上图组装实验装置，将烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心调整到同一高度;

2、将凸透镜固定在光具座中间某刻度处，把蜡烛放在较远处，使物距u>2f，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v;

3、把蜡烛向凸透镜移近，改变物距u，使f

初中物理实验报告第12篇

实验目的：

观察沸腾现象，找出水沸腾时温度的变化规律。

实验器材：

铁架台、酒精灯、石棉网、温度计、烧杯(50ml)，火柴，中心有孔的纸板、水、秒表。

实验步骤：

1、按上图组装器材。在烧杯中加入30ml的水。

2、点燃酒精灯给水加热。当水沸腾，即水温接近90℃时，每隔0.5min在表格中记录温度计的示数T，记录10次数据。

3、熄灭酒精灯，停止加热。

4、冷却后再整理器材。

5、以温度T为横坐标，时间t为纵坐标，在下图中的方格纸上描点，再把这些点连接起来，从而绘制成水沸腾时温度与时间关系的图像;

密度物理实验报告第13篇

阿基米德 (公元前287年-公元前212年) 是古希腊哲学家、数学家、物理学家, 他在一次洗澡时观察到当他的身体在浴盆里沉下去的时候, 就有一部分水从浴盆边溢出来。同时, 他觉得入水愈深, 则他的体量愈轻。经过深入研究浮体的问题, 他发现了自然科学中的一个重要原理浮力定律, 即:把物体浸在一种液体中时, 所排开的液体体积, 等于物体所浸入的体积;维持浮体的浮力, 跟浮体所排开的液体的重量相等。这个定律又被称为阿基米德定律。

本文从金属硬币入手, 用阿基米德定律推算它们的密度, 进而确定其铸材, 并以此作为文物鉴定、辨伪的辅助手段。

1 利用阿基米德定律对不同材质硬币密度的推算

通过对以下几种福建博物院收藏的金属硬币体积的测量确定各自相应密度:

编号 (1) 1984年由民间古董收藏家谢成汉捐赠福建官局造光绪库平七分二厘元宝; (2) 1956年福建平和县人委基建出土的不规则西班牙银币; (3) 1982年由中国人民银行厦门支行价拨的英国贸易银元; (4) 1974年中国人民银行福州支行价拨清郑成功铸漳州军饷一枚; (5-7) 1984年由民间古董收藏家谢成汉捐赠的三枚铜币; (8-9) 1996年福建电子计算机公司破产清算组移交的两枚镍币。

测量的方法是:在一个口径、高度均至少两倍于待测硬币直径的干净玻璃杯里盛大半杯蒸馏水, 在电子称上读出待测的硬币质量M, 将杯子静置于电子称上并读出水与杯的质量M1, 为尽量减少误差, 选择不会膨胀的细铜丝 (直径0.1毫米) 绑紧待测量的硬币使其缓缓完全浸入水中, 稳定后读出此时电子称的读数M2, 根据阿基米德定律M2与M1之差就是物体所排开水的质量M3, 由于水的密度为1g/cm3, 根据物体密度ρ的公式ρ=M/V, 那么物体所排开水的体积也就是硬币本身的体积V=M3/ρ水=M3/1=M3=M2-M1, 即在读数上硬币的体积V就是M3与M2之差。则硬币币材的密度ρ=M/V=M/ (M2-M1) , 由此可知其相应的铸材。应当注意的是, 尽管蒸馏水不含氯离子, 不会造成有害锈的产生, 但测量后应尽快烘干入库, 保证文物使用安全。测量数据如下:

由表1可以看出, 各个金属硬币的密度均十分接近各自相应主要铸材的密度 (银密度10.5克/立方厘米, 铜、镍密度均为8.9克/立方厘米) , 一般硬币在铸造时都会有少量的掺杂, 如银币在铸造时加入铜、铁、铅等元素, 铸造掺杂使得金属硬币的密度只能接近其主要铸材的密度。在实际工作中, 我们可以通过推算硬币密度来确定硬币的材质, 若硬币密度相同, 则可以通过硬币表面包浆等其他信息来进一步确定其真正的材质。

表1中编号2的数据是一枚出土的形状不规则银币。对不规则硬币测量的意义在于:当我们需要探明不规则形状的文物的材质, 却无法用数学公式计算其体积时, 只要它是光滑实心的均匀介质, 就可以设法寻求一种不能使其溶解受腐的溶液, 利用阿基米德定律得到我们想要的体积, 进而得到物质的密度, 这种方法简单易行、经济实用, 对于文物材质的判定有积极的意义。笔者曾经对不规则形状的翡翠玉器进行过测量, 结果令人满意, 符合翡翠特征比重值3.25-3.43克/立方厘米。

事实上尽管规则硬币可以通过直接测量其直径、厚度来计算体积, 但由于银币上纹饰、文字凹凸不平, 边缘高出地章, 以数学公式计算的体积往往不够准确, 而利用浮力定律测量的体积却往往更令人信服, 由此推算的密度更准确。

值得一提的是, 2011年笔者曾经利用INNOV-X SESTEM测量了一些馆藏硬币的成分及其配比, 以1974年10月中国人民银行福州支行价拨给福建博物院的清郑成功铸“漳州军饷”银元为例, 其含量为银96%、铜3.7%、铁0.4%, 该银元重26.65克, 我们知道金属银的密度为10.5克/立方厘米, 铜密度8.9克/立方厘米, 铁密度7.8克/立方厘米, 则根据物体密度ρ的公式ρ=M/V计算出它的体积:

(96%*26.65/10.5) + (3.7%*26.65/8.9) + (0.4%*26.65/7.8) =2.558 (立方厘米) ;

密度:26.65/2.558=10.418 (克/立方厘米) 。

这种以已知硬币配比的方法计算的体积、密度的数值与表一编号4以阿基米德定律测定的漳州军饷的体积、密度基本相同, 二者有异曲同工之妙, 可互为佐证。

2 物理量“密度”应用于真伪币的鉴别

2007年笔者用这种方法对一批1994年5月由福州铁路公安乘警队、刑警队移交给福建博物院的银币进行选样测量并计算相应的密度, 数据如下:

这批硬币品种繁多, 每个种类的数量少则二三枚, 多则十余枚, 主要是清末民初时期铸造的机制币, 尽管它们大小、重量有一定差别, 但推算出的密度均十分接近银密度10.5克/立方厘米, 再参考硬币文字、图案、表面包浆等传统鉴定因素, 基本可以认为它们是真币。

另外笔者曾经测量过钱币收藏爱好者的藏品, 从硬币文字、图案上看应是民国时期袁世凯的头像银, 但包浆色泽泛白, 背面的图案也不够清晰, 疑为伪币。于是选择其中三枚利用阿基米德定律进行测量分析, 数据如下:

由表三可以看出, 推算出的这些硬币铸材的密度与银密度10.5克/立方厘米相距较大, 却与白铜密度8.9克/立方厘米相近, 因此这批硬币极可能是以白铜铸造的伪币。白铜是以镍为主要添加元素的铜基合金, 呈银白色。镍是银白色金属, 具有良好的机械强度和延展性, 在空气中不氧化, 其密度也是8.9克/立方厘米, 含镍成分较高的铜镍合金不易受腐蚀。这个测量结果说明, 在文物鉴定工作中当以传统鉴定方法不能完全定论时, 辅以物质密度作为文物材质评定不失为一种有效手段, 可使鉴定结果更具说服力。

3 结束语

阿基米德定律是物理力学中的基本原理之一, 它的发现及应用使得我们可以更简便有效地通过密度这一反映物质特性的物理量来判断物质的材质。本文以金属硬币为探讨对象的研究方法, 同样适用于对其他材质的判断, 因而在文物工作中可以广泛应用之。尽管现代科技的发展使得做伪者不难做到所需的金属合金密度值, 但密度仍然可以用来作为有确切来源信息文物及考古出土文物材质确定的有效手段。在文物鉴定工作中, 它与传统鉴定方法相辅相成, 使得鉴定结果更具说服力。

密度物理实验报告第14篇

关键词:密度;测量;方法

中图分类号:G633.7 文献标识码:A文章编号:1003-6148(2009)11(S)-0076-3

密度是物质的重要特征之一,它的应用非常广泛,所以测量物质的密度就显得十分重要。测量物质密度时,因使用的器材不同,所用原理、方法也不同,再加上这部分题目比较灵活,开放性较强,因此,这类问题常作为训练学生的创造性思维的内容,出现在各种练习卷及物理竞赛中。而学生在掌握这些问题时往往感觉无从下手,在此,为了让学生更好地学习和掌握物质密度的测量方法,笔者对此做了一些梳理,从而可使学生做到以不变应万变,掌握物质密度的测量方法。

1 利用密度的定义,测物质的密度

根据密度的定义:某种物质单位体积的的质量,叫做这种物质的密度。即ρ=m/V,只要我们测量出了物质的质量和体积,就可以测量出物质的密度了。这种方法是测物质的密度的最基本方法,也是初中必须掌握的一种方法,采用这种方法的题目的特点是题目中都会有直接(间接)测量质量和体积的工具。

例1 如何用天平、水、量筒、细线测出一金属块的密度?(或用天平、烧杯、量筒来测某种液体的密度)

分析从例题要求看,目的是测出金属块的密度。而测量工具有天平(可用它来测量金属块的质量),水和量筒(可用来测量金属块的体积)。则可根据密度公式(ρ=m/V)求出此金属块的密度。

解 (1)调节好天平,用天平测出金属块的质量m;

(2)将量筒中装入适量的水并记下水的体积V1;

(3)用细线系住金属块,将它完全浸没在量筒中水里并记下此时水的体积V2;则物体的体积V=V2-V1。

(4)利用密度公式(ρ=m/V)求出金属块的密度。

2 利用压强的有关概念测密度

例2 用U型管、刻度尺、水,测油的密度。

分析由液体压强的计算公式P=ρ液gh可知:液体产生的压强跟液体的密度有关,因此,这为测密度又提供一种原理。但因压强不容易测出,故需用已知密度的液体,使它与待测液体产生的压强相等,即:ρ1gh1=ρ2gh2,只需测得液体深度。根据上述原理测密度的基本器材是U型管,但用其它适当器材也行。

解测量装置如图1所示,其具体测量方法如下:

(1)从U型管两边端口分别倒入适量的水和待测液体;

(2)用刻度尺分别测出各液面到两液体分界面的高度为:h1、h2。

(3)计算:ρ水gh1=ρ液gh2,

∴ρ液=ρ水h1/h2。

3 利用浮力的有关概念测密度

浮力是初中物理中很重要的知识,它的一个重要的应用就是利用浮力的相关知识帮助我们测量物质的密度,具体应用可以体现在下面几个方面。

3.1 利用浮力的测量方法间接测量物体密度

例3 请用弹簧秤、细线、烧杯和足量的水测出一金属块的密度?

分析该题目中不难利用弹簧秤测量出金属块的重力而得到物体的质量,但是没有直接测量物体体积的工具,因此难点就在物体的体积。而根据阿基米德定律:F浮=ρ液gV排,及浮力又等于物体在空气中和浸没在液体中的视重差,即F浮=G-G′,从而通过计算浮力,求得密度。本例的特点就是利用浮力突破物体体积这一难点。

从以上分析中,我们不难得出解决这个题目的方法。具体步骤如下:

(1)用细线和弹簧秤测出此金属块的重量为G;

(2)将金属块浸没在水中,悬吊在弹簧秤下端(不碰到杯底),测出此时弹簧秤的示数为G′;

(3)根据称重法测物体所受到的浮力:

F浮=G-G′,

而根据阿基米德原理可知:由于浸没,物体体积V=V排=F浮ρ水g=G-G′ρ水g,

则金属密度:

ρ=mV=GVg=GG-G′ρ水g•g

=GG-G′•ρ水。

3.2 利用漂浮在液面上的物体,所受重力与浮力相平衡这一原理,测物质密度

例4 给你足够的水及一只量筒,怎样测定小瓷酒杯的密度(酒杯的直径小于量筒的直径)请写出主要实验步骤及密度表达式(用实验所测得物理量表示)(南京市中考试题)。

分析通常测物体密度的方法是:用天平测物体的质量,用量筒测出物体的体积,本题中没有给天平,只给出水和量筒。而由题目中的条件不难想到如何测量物体的体积,难点就在于物体的质量。但是根据题意,联系实际可以知道酒杯可以漂浮在水面上,用量筒可以测出酒杯浮在水面排开水的体积,可算出酒杯受到的浮力(即等于酒杯的重力);当酒杯完全浸没在水中时,可以测出酒杯的体积。

3.3 利用物体悬浮在液体中,物体的密度等于液体的密度,测量物体的密度

例5 利用天平、量筒、烧杯、水、盐和小木棒测一颗花生米的密度。

分析在本题中提供了一颗花生米,但是由于其质量和体积很小,因此不能直接利用天平和量筒测它的密度,必须利用条件采用间接的方法来测。引导学生思考有盐有水,如果还有鸭蛋,会联想到什么?学生很自然的联想到咸鸭蛋,从而找到方法。在烧杯中装适量的水,加盐,使花生米悬浮,根据物体悬浮时物体的密度和液体的密度相等,再利用天平和量筒测量盐水的密度就可以了。

3.4 “土密度计”法

例6 粗细均匀的小木棒,一些铁丝,刻度尺,足量多的水,烧杯和牛奶,测量牛奶的密度。

分析 (1)用刻度尺测出均匀小木棒的长为h0。

(2)在均匀小木棒的一端绕少许铁丝,使其能直立地漂浮在水中及牛奶中。

(3)用刻度尺分别测出其露出水面和露出牛奶表面的高度分别是h1、h2。

(4)计算:两次均漂浮,

∴F浮1=G=F浮2

∴ρ水g(h0-h1)=ρ液g(h0-h2),

得ρ液=h0-h1h0-h2ρ水。

4 利用杠杆平衡的条件测密度

天平是测量物体质量的基本工具,而它的本质就是等臂杠杆,因此可以利用杠杆来间接测量物体的质量,解决题目中没有天平的密度测量问题。

例7 小明在家中找到了一把均匀直尺、一些细线、一块形状不规则的小铁块和一块形状不规则的小石块以及一些水,他想用这些器材测出这一小石块的密度,请帮他想一办法,就用以上器材测出小石块的密度?

分析初看这一日常生活中的一个举例应用,所得到的器材都不是测物质密度的基本器材,而且与物质密度相关联的质量、重量、体积等物理量在这儿也无法测量。分析题目所给器材,其中有一把均匀直尺,那么,我们知道尺的基本作用是测量物体的长度,但题目所要求测量的小石块的形状是不规则的。因此,可以看出刻度尺在这儿应有其它用途。下面我们先举一例子说明其基本的原理:一均匀直尺(设每格长为L)支于中点O,恰好在水平位置平衡。在它的左侧悬挂一钩码,右侧悬挂一矿石。这时,直尺在水平位置平衡。当把矿石浸没在水中,为了使直尺仍在水平位置平衡,把钩码向支点移动了一格。试求此矿石的密度?那么,在这个题目中很明显应用到了杠杆平衡的知识,主要有两次杠杆平衡。根据杠杆平衡条件:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂(F₁•L1=F₂•L2)。

如图2,在第一次杠杆平衡中,满足杠杆平衡条件:

F₁•L1=F₂•L2,

G码•3L=G矿•7L,

则:3G码=7G矿。(1)

如图3:在第二次杠杆平衡中,满足杠杆平衡条件:

F₁•L1=F₂•L2,

G码•2L=(G矿-F浮)•7L,

则:2G码=7(G矿-F浮),(2)

由(1)、(2)两式可知:G矿=3F浮。

根据物体重量与质量、体积、密度之间的关系,以及阿基米德原理,可得:

ρ矿石gV矿石=3ρ水gV排,

又由于矿石浸没在水中,则: