Question

给你一个已知密度的实心铅块、一只弹簧测力计、细线和一杯待测的油，请利用浮力有关的知识设计实验方案，测出油的密度．简要写出你的实验步骤及计算表达式．（用文字及相关的物理量符号表示）
（1）

 

；
（2）

 

；
（3）根据表达式ρ_油=

 

，求出油的密度．

Answer 1

分析：在没有天平，液体质量无法直接测量时，往往需要利用浮力知识间接测量． 解决此题的关键是知道物体受到的重力G减去它浸没在液体中受到的拉力F为物体浸没在液体中受到的浮力．根据测得的数据可求出小石块在待测液体中受到的浮力，再结合浮力的计算公式F=ρ_液gv以及实心铅块的密度是已知的这一条件便可求得液体的密度．

解答：解：根据所给器材组织实验步骤；
因为物体受到的重力G减去它浸没在液体中受到的拉力F为物体浸没在液体中受到的浮力，所以要计算出物体浸没在液体中受到的浮力，必须测量物体在空气中受到的重力G和浸没在油中受到的拉力F．
∴铅块浸没在油中受到的浮力F_浮=G-F．
由浮力的计算公式F=ρ_液gv得：F_浮=ρ_油v_铅块g．
∴G-F=ρ_油v_铅块g．
又∵铅块在空气中受到的重力为G，∴铅块的质量为m_铅=

G

g

，
根据密度公式ρ=

m

v

，得：v_铅=

m铅

ρ铅

=

G

ρ铅g

．
∴G-F=ρ_油v_铅块g=ρ_油?

G

ρ铅g

?g=ρ_油?

G

ρ铅

，
∴ρ_油=

G-F

G

?ρ铅．
故答案为：（1）把铅块挂在弹簧测力计下，在空气中测出铅块的重G；
（2）读出铅块浸没在油中时弹簧测力计的示数F；
（3）

G-F

G

?ρ铅．

点评：本题是非常规题，难度较大，联系到浮力知识才能解答，以后做题要多读几遍题目，认真思考，培养综合解答问题的能力！