有哪些方式可以測(cè)量固體密度

　　測(cè)量固體密度的方法多種多樣，每種方法都有其優(yōu)勢(shì)和局限性。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)被測(cè)物體的特性、實(shí)驗(yàn)條件以及所需精度等因素選擇合適的測(cè)量方法。同時(shí)，為了獲得更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，還需要注意實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性。以下是一些常見(jiàn)的測(cè)量固體密度的方法：

　　1. 直接測(cè)量法

　　- 質(zhì)量體積法：這是最基本的測(cè)量固體密度的方法。先使用天平準(zhǔn)確測(cè)量出固體的質(zhì)量m，然后選擇合適的量筒或量杯，采用排水法測(cè)量固體的體積V。對(duì)于規(guī)則形狀的固體，也可以通過(guò)測(cè)量其幾何尺寸(如長(zhǎng)、寬、高)，利用數(shù)學(xué)公式計(jì)算出體積。最后，根據(jù)密度公式ρ=m/V計(jì)算出固體的密度。

　　- 懸線(xiàn)法：將待測(cè)固體用細(xì)線(xiàn)懸掛起來(lái)，先測(cè)量其在空氣中的重力F?，再將其浸沒(méi)在已知密度的液體中，測(cè)量此時(shí)的重力F?。根據(jù)阿基米德原理，固體受到的浮力F浮=F?-F?，而浮力等于排開(kāi)液體的重力，即F浮=G排=ρ液gV排，通過(guò)變形可得V排=(F?-F?)/(ρ液g)，由于固體浸沒(méi)，所以V物=V排，進(jìn)而可根據(jù)密度公式計(jì)算出固體的密度ρ物=m/V物=m/(F?-F?)/(ρ液g)。

　　2. 間接測(cè)量法

　　- 浮力法：如果固體的密度小于水的密度，可以采用“漂浮測(cè)質(zhì)量、沉底測(cè)體積”的方法。先將固體放入水中，使其漂浮在水面上，測(cè)量此時(shí)固體排開(kāi)水的體積V排1，根據(jù)漂浮條件可知，固體的重力等于其受到的浮力，即G=F浮1=ρ水gV排1，從而可得到固體的質(zhì)量m=ρ水V排1。再用細(xì)鐵絲將固體壓入水中，使其浸沒(méi)，測(cè)量此時(shí)固體排開(kāi)水的體積V排2，則固體的體積V物=V排2。最后根據(jù)密度公式計(jì)算固體的密度ρ物=m/V物=ρ水V排1/V排2。

　　- 等體積法：當(dāng)沒(méi)有量筒或量杯時(shí)，可以使用天平稱(chēng)出與固體等體積且密度已知的液體的質(zhì)量m液，根據(jù)密度公式ρ液=m液/V液，可求出液體的體積V液，由于固體與液體等體積，所以V物=V液，再稱(chēng)出固體的質(zhì)量m物，即可根據(jù)密度公式計(jì)算出固體的密度ρ物=m物/V物=m物/m液×ρ液。

　　3. 特殊形狀物體測(cè)量法

　　- 薄片狀物體：對(duì)于很薄的物體，如金屬箔、塑料薄膜等，可以將多片相同的薄片疊放在一起，測(cè)量總厚度h總，再數(shù)出薄片的數(shù)量n，則單片薄片的厚度h=h總/n。用天平測(cè)量多片薄片的總質(zhì)量m總，則單片薄片的質(zhì)量m=m總/n。根據(jù)薄片的面積S和厚度h，可計(jì)算出單片薄片的體積V=Sh，最后根據(jù)密度公式計(jì)算單片薄片的密度ρ=m/V=m/(Sh)。

　　- 顆粒狀物體：對(duì)于顆粒狀的物體，如沙子、鹽等，可以先將顆粒狀物體裝入一個(gè)已知體積V?的容器中，使其自然堆積，測(cè)量此時(shí)容器和顆粒狀物體的總質(zhì)量m?。然后將容器中的顆粒狀物體取出一部分，再次測(cè)量剩余部分和容器的總質(zhì)量m?，通過(guò)兩次質(zhì)量之差可求出取出部分的質(zhì)量m=m?-m?。由于取出部分顆粒狀物體的體積與原容器中剩余部分顆粒狀物體的體積之比等于它們的質(zhì)量之比，即V/V?=(m?-m?)/m?，從而可求出取出部分顆粒狀物體的體積V=(m?-m?)V?/m?。最后根據(jù)密度公式計(jì)算顆粒狀物體的密度ρ=m/V=[(m?-m?)V?]/[(m?-m?)V?/m?]。