Question

小虎想測(cè)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(xì)線和水進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)你幫助小虎完成實(shí)驗(yàn)方案：
（1）寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟和需要測(cè)量的物理量；
（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格；
（3）推導(dǎo)軟木密度的表達(dá)式；
（4）評(píng)估實(shí)驗(yàn)方案，分析說明測(cè)量結(jié)果會(huì)偏大還是偏小，并改進(jìn)（可增加其他器材）．

Answer 1

【答案】分析：（1）軟木塊的質(zhì)量可由砝碼質(zhì)量和游碼所對(duì)的刻度值讀出．由于軟木塊是不沉于水的，在測(cè)量其體積時(shí)要使用重物助沉法幫助測(cè)量休積．即先測(cè)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(cè)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(cè)得物理量和要計(jì)算的物理量來設(shè)計(jì)表格．
（3）由測(cè)得的質(zhì)量和求得的體積，利用ρ=計(jì)算密度．
（4）在使用助沉法時(shí)，不需要單獨(dú)測(cè)量出水的體積．軟木具有吸水性，測(cè)量其體積時(shí)，會(huì)因吸水而使量筒的示數(shù)變小，導(dǎo)致所測(cè)密度值變大．
解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)步驟：
①用天平測(cè)出干軟木塊的質(zhì)量m，
②在量筒中加入適量水，用細(xì)線系住軟木塊，鐵塊懸吊在軟木塊下，手提細(xì)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(shí)浸沒在水中，讀出水、鐵塊和軟木塊的體積V₂，
（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(dá)式ρ==，
（4）此方案因軟木塊吸水使測(cè)出的體積V偏小，密度偏大，可用薄的保鮮膜將軟木包上．
點(diǎn)評(píng)：此題是考查固體密度的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，但考查的是不沉于水的固體的密度測(cè)量，關(guān)鍵在于測(cè)物體的體積時(shí)要使用重物助沉法．要對(duì)此方法有所了解，會(huì)恰當(dāng)運(yùn)用．