Question

“学校用的实心铅球是用纯铅制成的吗？”物理老师提出问题后，小明和小红分别找来了器材对铅球的密度进行鉴别．
小明选用的器材是：实验室用的天平（含砝码）、量筒，以及足量的水；
小红选用的器材是：台秤、两个足够大的塑料筒、垫木和足量的水（查出水密度为ρ_水）．
（1）你认为两人所选的器材谁更合理，为什么？
（2）请合理选用其中一人的器材做实验，写出简要的实验步骤进行检验鉴别．（包含相关物理量的表达式）

Answer 1

解：（1）因为铅球的质量较大，超过天平的测量范围，所以用天平测不出铅球的质量，且铅球的体积也较大，超过量筒的测量范围，所以铅球的体积也不能用量筒测出，所以小明所选的器材不合理．
（2）根据小红所选的器材可测出铅球密度进行鉴别，具体方法如下：
①用台秤测出铅球的质量m₀；
②用台秤测出塑料桶的质量m₁；
③用垫木将另一只塑料筒的一角垫起，使塑料桶倾斜，向桶内注满水，然后用细线系住铅球后将其慢慢放入盛水塑料桶中，用已知质量的塑料桶接溢出的水；
④用台秤测出塑料桶和水的总质量m₂，则铅球的体积v=；
⑤铅球的密度ρ==．
故答案为（1）小红所选的器材更合理；（2）铅球的密度ρ==．
分析：根据密度计算公式ρ=可知，要想测出物质的密度，就要想法测出物质的质量和体积，而质量测量工具是秤，体积测量工具是量筒，但若物体体积较大时，可用排水法测体积．
点评：实验的依据肯定是相关的公式，根据公式推出实验中应测出物理量，然后选择实验所需的器材，利用测量工具测出所需物理量代入相关公式中，就可以推导出未知的物理量．