Question

小虎想測量暖水瓶軟木塞的密度，于是切下一塊軟木，利用天平、砝碼、量筒、小鐵塊（可放入量筒）、細線和水進行了實驗．請你幫助小虎完成實驗方案：
（1）寫出主要實驗步驟和需要測量的物理量；
（2）設(shè)計實驗表格；
（3）推導軟木密度的表達式；
（4）評估實驗方案，分析說明測量結(jié)果會偏大還是偏小，并改進（可增加其他器材）．

Answer 1

分析：（1）軟木塊的質(zhì)量可由砝碼質(zhì)量和游碼所對的刻度值讀出．由于軟木塊是不沉于水的，在測量其體積時要使用重物助沉法幫助測量休積．即先測出水和重物的體積，再將軟木塊和重物系好共同放入水中，測量出它們的總體積，最后用總體積減去水和重物的體積，就是軟木塊的體積，
（2）根據(jù)所測得物理量和要計算的物理量來設(shè)計表格．
（3）由測得的質(zhì)量和求得的體積，利用ρ=

m

V

計算密度．
（4）在使用助沉法時，不需要單獨測量出水的體積．軟木具有吸水性，測量其體積時，會因吸水而使量筒的示數(shù)變小，導致所測密度值變大．

解答：解：（1）實驗步驟：
①用天平測出干軟木塊的質(zhì)量m，
②在量筒中加入適量水，用細線系住軟木塊，鐵塊懸吊在軟木塊下，手提細線將鐵塊浸沒在量筒的水中，讀出水和鐵塊的總體積V₁，
③再將軟木塊和鐵塊同時浸沒在水中，讀出水、鐵塊和軟木塊的體積V₂，
（2）設(shè)計實驗表格如下：

物理量	軟木塊的質(zhì)量m/g	水和鐵塊的總體積V1/cm3	水、鐵塊和軟木塊的總體積V2/cm3	軟木塊體積V/cm3	軟木密度   ρ/（kg?m-3）
數(shù)值

（3）軟木密度的表達式ρ=

m

V

=

m

V2-V1

，
（4）此方案因軟木塊吸水使測出的體積V偏小，密度偏大，可用薄的保鮮膜將軟木包上．

點評：此題是考查固體密度的測量實驗，但考查的是不沉于水的固體的密度測量，關(guān)鍵在于測物體的體積時要使用重物助沉法．要對此方法有所了解，會恰當運用．