Question

【题目】某学习小组想测量一块形状不规则的小矿石的密度，主要实验步骤如下：

(1)将两个烧杯分别放在天平的两个托盘上，各注入适量的水（水量能浸没小矿石且保证后面的操作中水均不会从烧杯中溢出），使天平平衡；

(2)向量筒中加入适量的水，记下体积V1；

(3)手提细线吊住小矿石，将它浸没在左盘的烧杯中，且不与烧杯接触，用滴管将量筒中的水滴入______盘的烧杯中，直到天平平衡；

(4)记下此时量筒中剩余水的体积为V2，若水的密度用ρ水表示，则小矿石所受浮力F浮=______；

(5)______，再用滴管将量筒中的水滴入右盘的烧杯中，直到天平平衡；

(6)记下量筒中最后剩余水的体积V3；

(7)小矿石的密度ρ=______。

Answer 1

【答案】右 ρ水(V1V2) g 剪断细线让小矿石沉入杯底

【解析】

(3)[1]由实验步骤(1)(2)知，天平平衡，量筒中水的体积为V1。手提细线吊住小矿石，将它浸没在天平左盘的烧杯中，且不与烧杯接触，矿石受到水竖直向上的浮力，根据力的作用的相互性，可知小矿石对水有竖直向下的力，左盘受到压力增大，大小等于矿石受到的浮力，所以此时应用滴管将量筒中水滴入右盘烧杯中，直到天平平衡。
(4)[2]根据天平原理知，右盘中加入水的重力大小等于矿石受到的浮力，所以

F浮=G水=m水g=ρ水(V1V2) g

(5)[3]由题意，在这一步中要能结合前面的步骤计算出小矿石的质量，所以应剪断细线让小矿石沉入杯底，再用滴管将量筒中的水滴入右盘的烧杯中，直到天平平衡。

(7)[4]小矿石沉入杯底后，左盘总质量增加量等于小矿石质量，大小等于右盘中相对步骤(1)中增加水的质量，所以小矿石的质量

m=ρ水(V1V3)

因为

F浮=ρ水g V排 =ρ水(V1V2) g

所以小矿石体积

V=V排= V1V2

小矿石密度