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初中物理教材中,密度的测量是通过测物体的质量和物体的体积,代入公式ρ=m/V计算出来的,并没有涉及到密度计的使用,本人结合自己的一些知识,通过查阅一些资料,了解到密度计的有关知识,供同学们参考。
在物理实验中使用的密度计,是一种测量液体密度的仪器。它是根据物体浮在液体中所受的浮力等于重力的原理制造与工作的。使用时将密度计竖直地放入待测的液体中,待密度计平稳后,从它的刻度处读出待测液体的密度。通常在实验室里测量密度大于水的液体所用的密度计叫做比重计。测量密度小于水的液体,所用的密度计叫做比轻计。不管是比重计还是比轻计,它们的刻度都是分布不均匀的,为什么分布不均匀,首先我们就要了解它的结构和原理。
多数密度计的构造如图1所示,它是用密封的玻璃管制成的。AB段的外径均匀,是用来标刻度线的部分,BC段做成内径较大的玻璃泡,CD段的玻璃管做得又细又长,最下端的玻璃泡内装有密度很大的许多小弹丸(如铅丸)或水银等,整体是一根粗细不均匀的密封玻璃管。
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图1 图2 图3
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密度计测量液体密度的原理是根据阿基米德原理和物体浮在液面上的条件设计制成的.设密度计的质量为m,待测液体的密度为ρ,当密度计浮在液面上时,由物体浮在液面上的条件可知:密度计受到液体的浮力等于它所受的重力,即
F浮=mg。
根据阿基米德原理,密度计所受的浮力等于它排开的液体所受的重力,有
F浮=ρgV排,
由上面两式可得 ρgV排=mg,
即ρ=m/V排。 ①
从①式可看出,待测液体的密度与密度计排开液体的体积成反比。液体的密度越大,密度计排开液体的体积就越小,不同密度的液体在如图1所示的密度计的玻璃管AB段的液面位置是
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