初中生制作密度计的方法可分为以下两种常见类型,均基于阿基米德原理实现:
一、简易密度计(浮力法)
材料:塑料瓶(如矿泉水瓶)、细绳、小石子、刻度尺、水、酒精、铅笔。
步骤:
- 剪掉塑料瓶底部,用细绳系小石子,确保瓶子能漂浮在水面。
- 或用铅笔插入水中标记空气与水的分界面,再插入煤油标记空气与煤油的分界面,通过刻度差计算密度。
- 测量小石子体积(排水法)或铅笔浸没深度(浮力法),结合质量计算密度。
- 通过对比不同液体中密度计的浸没深度,利用公式 $rho = frac{g cdot m}{S cdot H}$($H$为浸没深度)计算液体密度。
二、刻度密度计(浮力标尺法)
材料: 玻璃管、水、酒精、刻度尺、纸、胶带。 步骤组装密度计
- 将玻璃管装满水,倒置后插入酒精中,待混合液稳定后标记液面位置。
- 或用铅笔在水中标记空气与水的分界面,再插入煤油标记空气与煤油的分界面,通过刻度差计算密度。
标定刻度
- 用刻度尺测量混合液深度,结合水和酒精的密度($rho_{水}=1g/cm^3$,$rho_{酒精}=0.8g/cm^3$),计算混合液密度。
- 标出刻度线对应不同液体密度(如盐水、酱油等),通过浮力平衡原理推导公式 $rho = frac{g cdot m}{S cdot H}$。
注意事项:
两种方法均需注意液体选择(如水、酒精、盐水),并尽量保证密度计的密封性。精度较低,适合基础实验观察。