Question

4．利用如圖所示的器材：刻度尺、細(xì)線、金屬塊、酒精、水、鹽水、彈簧測(cè)力計(jì)、量筒（足夠放入金屬塊）和壓強(qiáng)計(jì)設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)．

（1）若要探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小與液體密度的關(guān)系，可選用的器材有：④⑤⑥⑨（填寫(xiě)器材序號(hào)）．
（2）若要探究浮力大小與排開(kāi)液體體積的關(guān)系，可選用的器材有：②③④⑦（或②③⑤⑦、②③⑥⑦）（填寫(xiě)器材序號(hào)）．
（3）若選用的器材是②③④⑤⑥⑦，則探究的可能是探究浮力與液體密度的關(guān)系．
（4）利用這些實(shí)驗(yàn)器材如何測(cè)量出金屬塊的密度？
實(shí)驗(yàn)步驟：①用細(xì)線拴好金屬塊，掛在彈簧測(cè)力計(jì)上測(cè)出重力G；
②將金屬塊浸沒(méi)在水中，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F．．

Answer 1

分析 給出了很多實(shí)驗(yàn)器材，讓我們根據(jù)不同的要求選擇實(shí)驗(yàn)器材，需要了解所探究物理量的影響因素、利用好控制變量法：
（1）探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小與液體密度的關(guān)系，就要考慮不同的液體和壓強(qiáng)計(jì)等．
（2）探究浮力大小與排開(kāi)液體體積的關(guān)系，需要用同種液體，能比較浮力大小關(guān)系和排開(kāi)水的體積大小關(guān)系；
（3）用彈簧秤、細(xì)線、金屬塊、不同液體，可以測(cè)量金屬塊受到不同液體的浮力，而排開(kāi)液體的體積可以相同，據(jù)此分析回答；
（4）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出金屬塊的重力，可算出金屬塊質(zhì)量；利用稱重法測(cè)量受到水的浮力，利用阿基米德原理求排開(kāi)水的體積（金屬塊的體積），再利用密度公式求解．

解答 解：
（1）若要探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小與液體密度的關(guān)系，需要將壓強(qiáng)計(jì)的探頭放入不同液體的同一深度，通過(guò)U形管內(nèi)液面高度差比較液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小關(guān)系，可選用的器材有：酒精④、水⑤、鹽水⑥、壓強(qiáng)計(jì)⑨；
（2）用細(xì)線拴好金屬塊，掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，讓金屬塊浸入酒精（水或鹽水），排開(kāi)酒精（水或鹽水）的體積不同，利用彈簧測(cè)力計(jì)借助稱重法比較浮力大小，探究浮力大小與排開(kāi)液體體積的關(guān)系，可選用的器材：細(xì)線②、金屬塊③、酒精④（或水⑤、鹽水⑥）、彈簧測(cè)力計(jì)⑦；
（3）若選用的器材是②③④⑤⑥⑦，即：細(xì)線、金屬塊、酒精、水、鹽水、彈簧測(cè)力計(jì)，可以讓金屬塊浸沒(méi)不同液體中，排開(kāi)液體的體積可以相同，測(cè)量金屬塊受到不同液體的浮力，探究浮力與液體密度的關(guān)系；
（4）利用細(xì)線、金屬塊、水彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量金屬塊的密度：
①用細(xì)線拴好金屬塊，掛在彈簧測(cè)力計(jì)上測(cè)出重力G；
②將金屬塊浸沒(méi)在水中，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F．
（3）數(shù)據(jù)處理：
金屬塊的質(zhì)量：
m=$\frac{G}{g}$，
金屬塊受到的浮力：
F_浮=G-F，
金屬塊的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{G-F}{{ρ}_{水}g}$，
金屬塊的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{G}{g}}{\frac{G-F}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{G}{G-F}$×ρ_水．
故答案為：
（1）④⑤⑥⑨；
（2）②③④⑦（或②③⑤⑦、②③⑥⑦）；
（3）探究浮力與液體密度的關(guān)系；
（4）①用細(xì)線拴好金屬塊，掛在彈簧測(cè)力計(jì)上測(cè)出重力G；
②將金屬塊浸沒(méi)在水中，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F．

點(diǎn)評(píng) 此題考查我們根據(jù)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，綜合性強(qiáng)，靈活性高，要求學(xué)生知識(shí)面廣．這也是中考時(shí)經(jīng)�？嫉降模�