Question

4．現(xiàn)有下列實(shí)驗(yàn)器材：量筒、方形小木塊、細(xì)線、水，請(qǐng)你利用上述器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)出一個(gè)小石塊的密度．要求：
（1）寫(xiě)出主要的實(shí)驗(yàn)步驟及所要測(cè)量的物理量；
（2）寫(xiě)出小石塊密度的表達(dá)式ρ=$\frac{{V}_{3}-{V}_{2}}{{V}_{4}{-V}_{1}}$×ρ_水．

Answer 1

分析 小石塊的質(zhì)量測(cè)量：將小石塊放在漂浮的小木塊上，小木塊的重力等于增加的浮力，再利用G=mg求其質(zhì)量；
小石塊的體積測(cè)量：利用排水法求小石塊浸沒(méi)水中排開(kāi)水的體積，即小石塊的體積；
最后利用密度公式求小石塊的密度．

解答 解：
（1）實(shí)驗(yàn)步驟：
①在量筒中倒入適量的水，記下水面達(dá)到的刻度V₁；
②把木塊放入水中漂浮，記下水面達(dá)到的刻度V₂；
③把小石塊放在木塊上，使木塊仍漂浮在水面上，記下此時(shí)水面所達(dá)到的刻度V₃；
④把系好細(xì)線的小石塊浸沒(méi)在水中，記下此時(shí)水面所達(dá)到的刻度V₄．
（2）數(shù)據(jù)處理：
小石塊的重力：
G=△F_浮=ρ_水g（V₃-h₂），
小石塊的質(zhì)量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{{ρ}_{水}g（{V}_{3}-{V}_{2}）}{g}$=ρ_水（V₃-V₂），
小石塊的體積：
V=V₄-V₁，
小石塊的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{ρ}_{水}（{V}_{3}-{V}_{2}）}{{V}_{4}-{V}_{1}}$=$\frac{{V}_{3}-{V}_{2}}{{V}_{4}{-V}_{1}}$×ρ_水．
答：（1）主要的實(shí)驗(yàn)步驟及所要測(cè)量的物理量同上；
（2）寫(xiě)出小石塊密度的表達(dá)式ρ=$\frac{{V}_{3}-{V}_{2}}{{V}_{4}{-V}_{1}}$×ρ_水．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了密度的測(cè)量，難點(diǎn)是質(zhì)量的測(cè)量，利用好漂浮條件得出小石塊的重力等于增加的浮力是關(guān)鍵．