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第六章 質量與密度
第3節 測量密度
1.通過密度測量，進一步鞏固密度的概念。
2.會用量筒測量液體和不規則固體的體積。
3.掌握固體和液體物質密度的測量方法。
4.規范實驗操作步驟，培養嚴謹的科學態度。
小明媽媽新買了一個手鐲，小明想知道是不是純金的，需要測量出手鐲的密度，該怎么辦？
1．想要求物質的密度，需要知道哪些物理量？
2．如何測出這些物理量
密度的測量原理：
需要測量的量： ①質量 ② 體積
①質量 天平
規則： 刻度尺
不規則：量筒或量杯
② 體積
固體
【提出問題】
實驗室測量液體的體積一般是用量筒或量杯。
知識點一：量筒
1.量筒的用途
量筒是按體積定量量取液體的量器。
既能直接測量液體體積，也能間接測量固體體積
2.量筒的結構與性能
（1）結構：量筒由圓筒形的透明鈉鈣玻璃側壁、玻璃底座、容量刻度組成，圓筒容器上端有便于傾倒的具嘴。
量筒沒有“0”刻度線，一般起始刻度為總容積的十分之一。
（2）單位：量筒上的標度單位一般是mL（毫升）。
1mL=1cm3=10-6m3
1L=1dm3=10-3m3
1L=1000mL
（3）標稱容量：量筒最上面的刻度所對應的數值。
右圖量筒的標稱容量為50mL
（4）分度值：量筒上相鄰兩條刻度線之間的體積。
右圖量筒的分度值為1mL
數值越小，測量結果越精確
3.量筒的使用方法
（1）選：在測量前應根據被測物體的體積和測量精度的要求選擇合適的量筒。認清量筒標度單位、標稱容量和分度值。
（2）放：使用量筒測量體積時，應將量筒放在水平臺面上。
（3）讀：讀數時，視線應與凹液面的底部或凸液面的頂部在同一水平線。
凸液面的頂部
凹液面的底部
（4）記：記錄的結果由數字和單位組成。
3.量筒度數的誤差分析
俯視，讀數偏大
平視，讀數正確
仰視，讀數偏小
仰小俯大
（1）被測液體的體積不能超過量程。
（2）在測量范圍內，應選擇分度值較小的量筒，目的是提高精確度，減小測量誤差。
（3）不能用量筒測量對玻璃有腐蝕性的液體。
4.量筒的使用原則
測量小石塊的體積
排水法
①向量筒內注入適量水，記下水面的位置V1；
②再將固體用細線系住慢慢放入量筒并浸沒在水中，記下水面位置V2；
③被測固體的體積V=V2-V1。
思考：如果固體不能自行沉入水中，又該如何測量？
討論交流
沉墜法
將被測固體和能沉入水的重物系在一起（重物系在下面）
V=V2-V1
針壓法
用針將固體全部壓入水中
V=V2-V1
排水法、沉墜法和針壓法適用于不吸水且不溶于水的固體
埋沙法
①向量筒內倒入適量細沙，搖勻且使細沙表面平整，記下體積V1 ；
②放入固體后再搖晃量筒，使細沙埋住固體且細沙表面平整，記下此時體積V2 ；
③被測固體體積V=V2-V1。
思考：如果固體太大，不能放入量筒中，又該如何測量？
如何測量吸水或溶于水的固體體積呢？
溢水法
①把燒杯裝滿水，且以剛好不溢出為準；
②把固體緩慢浸沒在燒杯內的水中，同時用另一容器承接溢出的水；
③用量筒測出承接到的水的體積V就是被測固體體積。
【實驗原理】
【測量儀器】
天平、量筒
【測量對象】
礦石
1.測小石塊的密度
知識點二：測量礦石和鹽水的密度
礦石的體積 V=V2-V1
礦石放入前水的體積
礦石和水的總體積
討論：如何測量礦石體積？
討論：先測量礦石的質量還是體積？為什么？
1
(1)
2
(2)
(3)
(1)
1
(2)
2
(3)
方案一
方案二
1.比較兩種實驗方案，分析評估哪種實驗方案是合理的？
2.分析不合理的實驗方案存在的問題，以及該方案對最終密度結果的影響是什么？
分析：方案一不合理。先測體積，后測質量，會使礦石表面附著水，從而使礦石質量的測量值偏大，根據公式：ρ=，可判斷，礦石密度的測量值會比真實值偏大。
(1)把天平放在水平桌面上，調節天平平衡 ；
(2)用天平測出小石塊的質量為m；
(3)向量筒中注入適量的水，讀出水的體積為V1；
(4)用細線將小石塊拴好，將小石塊浸沒在量筒的水中，讀出小石塊和水的總體積為V2；
(5)小石塊的密度表達式： 。
小石塊
ρ
m
=
V2 - V1
【實驗步驟】
測量小石塊的密度
礦石的質量m/g 水的體積V1/cm3 水和礦石的總體積V2/cm3 礦石的體積V/cm3 礦石的密度ρ/(g·cm-3)
27.4 30 40 10 2.74
物質 密度/(kg/m3) 物質 密度/(kg/m3)
煤 (1.2~1.7)×103 黃鐵礦 (4.9~5.2)×103
石灰巖 (2.3~3.0)×103 磁鐵礦 (4.8~5.2)×103
花崗巖 (2.6~2.8)×103 赤鐵礦 (5.1~5.2)×103
黃銅礦 (4.1~4.3)×103
常見礦石的密度（常溫常壓下）
查閱表格，你能推測出礦石的種類嗎？
實驗中，能否先利用量筒測出礦石體積，然后用天平測量質量？
不能，因為固體上會帶有水，會使質量的測量值偏大，最終計算出的密度值偏大。
實驗中測量出現誤差的原因可能是什么？
實驗測出的總體積V2不僅包含礦石和水的體積，還包含水中細線的體積，所以體積的測量值會偏大，計算出的密度值會偏小。
【實驗討論】
　　以下方法測量的是哪部分鹽水的質量？
這樣測量有什么好處？
2.測食鹽水的密度
3.________________________________。
2._________________________________________；
1.__________________________________；
用天平測出燒杯和鹽水的總質量m1
將一部分鹽水倒入量筒中，讀出量筒中鹽水的體積V
用天平測出燒杯和剩余鹽水的質量m2
鹽水密度表達式：ρ=
【實驗步驟】
【實驗記錄表格】
杯和鹽水的質量 m1/g 杯和剩余鹽水的質量m2/g 量筒中鹽水的質量m/g 量筒中鹽水體積 V/cm3 鹽水的密
度ρ/g·cm-3
鹽水密度表達式：
ρ=
注意
測液體密度時，若先稱出空燒杯的質量，再稱液體和燒杯的總質量，然后將液體全部倒入量筒，由于燒杯內液體倒不盡，會使得所測體積偏小，所測密度偏大。
方案甲：
(1)測出空燒杯的質量m1
(2)將量筒內倒入一部分鹽水，測出鹽水的體積V
(3)將量筒內的鹽水倒入燒杯中，測出燒杯與鹽水的總質量m2
(4)算出鹽水的密度：ρ=
這樣做測量結果會偏高還是偏低，為什么？
m1
m2
V
量筒壁上會附著一些鹽水，使得m偏小，ρ偏小。
方案乙：
(1)測出空燒杯的質量m1
(2)將燒杯內倒入一部分鹽水，測出燒杯與鹽水的總質量m2
(2)將燒杯內的鹽水倒入量筒中，測出鹽水的體積V
(4)算出鹽水的密度：ρ=
m1
m2
V
燒杯壁上會附著一些鹽水，使得V偏小，ρ偏大。
這樣做測量結果會偏高還是偏低，為什么？
實驗中，能否先測空燒杯的質量，再測液體和燒杯的總質量，然后將液體全部倒入量筒中測體積？
不能，因為燒杯內液體無法全部倒出，會有少量殘留，所測液體體積會偏小，導致所測密度偏大。
若先用量筒測液體體積，再將液體全部倒入燒杯中測質量，會導致什么？
量筒內有液體殘留，所測液體質量偏小，會導致所測密度偏小。
歸納：測量物體密度時的先后
①測量固體密度時，應先測固體的質量，再測固體的體積。
②測量液體密度時，應先測液體和容器的總質量，倒出一部分液體，測其體積，再測剩余液體和容器的總質量。
測量密度
量筒及使用
測量固體的密度
測量液體的密度
測量液體體積
測量不規則固體體積
表達式：
表達式：
1. 為了測出金屬塊的密度，某實驗小組制定了如下的實驗計劃：
①用天平測出金屬塊的質量
②用細線系住金屬塊，輕輕放入空量筒中
③在量筒中裝入適量的水，記下水的體積
④將金屬塊從量筒中取出，記下水的體積
⑤用細線系住金屬塊，把金屬塊浸沒在量筒的水中，記下水的體積
⑥根據實驗數據計算金屬塊的密度
以上實驗步驟安排最合理的是（　　）
A.①②③④⑥ B.②③④①⑥
C.①③⑤⑥ D.①②③⑥
C
2.為了測出鹽水的密度，某實驗小組制定如下的實驗計劃：①在燒杯中裝入適量鹽水，測出它們的總質量　②將燒杯中的一部分鹽水倒入量筒中　③測出量筒中鹽水的體積　④測出燒杯和剩余鹽水的質量　⑤測出空燒杯的質量　⑥根據實驗數據計算鹽水的密度
以上實驗步驟安排最合理的是（　　）
A.①②③④⑥ B.⑤①②③⑥
C.①②④③⑤⑥ D.⑤①②④③⑥
A
3．某同學用托盤天平和量筒測量一小石塊的密度，圖甲是調節天平時的情形，圖乙和圖丙分別是測量石塊質量和體積時的情形，下列說法中正確的是（　　）
A.甲圖中應將平衡螺母向左調，使橫梁平衡
B.乙圖中測石塊質量時，天平的示數是17.4 g
C.由丙圖量筒的示數測得石塊的體積是40 cm3
D.利用圖中信息，可計算出石塊的密度是1.72×103 kg/m3
D
4.小麗同學想知道家里一只陶瓷茶壺的密度，她用壺蓋進行實驗。
（1）將壺蓋放在調好的天平的左盤，往右盤放入砝碼并移動游碼，天平平衡時，砝碼的質量和游碼的位置如圖甲所示，則壺蓋的質量為________g。
（2）如圖乙所示，將壺蓋浸沒到裝滿水的燒杯里，然后把溢出的水倒入量筒中，測出水的體積為20cm3，則壺蓋的密度是______g/cm3。
（3）用該方法測出壺蓋的密度比
真實值______（填“偏大”或“偏
小”）。
43.2
2.16
偏大

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