Question

小芳在家里清洗玻璃小酒杯时，发现空酒杯能漂浮于水面上．她请妈妈帮她找来一只口径大于小酒杯口径的量筒，想借助于该量筒和适量的水，测出小酒杯玻璃的密度．请你帮小芳写出实验的三个关键步骤，所测得的物理量用符号表示出来，并用已知量和测得的物理量写出计算小酒杯玻璃密度的表达式．（已知水的密度为ρ_水）
步骤一：________；
步骤二：________；
步骤三：________；
小酒杯玻璃的密度表达式：ρ=________．

Answer 1

在量筒中倒入适量的水，读出此时水面的刻度值，记为为V₁    将让小酒杯口向上漂浮于量筒中的水面上，读出此时水面的刻度值，记为V₂    将小酒杯浸没在量筒中的水中，读出此时水面的刻度值，记为V₃    
分析：测小酒杯的玻璃密度必须测出小酒杯的质量和玻璃的体积，本题小酒杯的玻璃体积仍可根据排水法用量筒测出，但没有测量质量的天平，故想到应用浮力知识，让小试管漂浮在量筒中的水面上，其重力等于排开的水的重力，对应的质量等于排开的水的质量．
解答：要测出小酒杯玻璃的密度步骤如下：
①在量筒中倒入适量的水，读出此时水面的刻度值，记为为V₁，
②将让小酒杯口向上漂浮于量筒中的水面上，读出此时水面的刻度值，记为V₂，
③将小酒杯浸没在量筒中的水中，读出此时水面的刻度值，记为V₃．
则小酒杯玻璃的体积V=V₃-V₁；
小酒杯漂浮在水中时的浮力F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水g（V₂-V₁）=G_杯=m_杯g，
所以小酒杯的质量m_杯=ρ_水（V₂-V₁）；
所以小酒杯玻璃的ρ==．
故答案为：
在量筒中倒入适量的水，读出此时水面的刻度值，记为为V₁；
将让小酒杯口向上漂浮于量筒中的水面上，读出此时水面的刻度值，记为V₂；
将小酒杯浸没在量筒中的水中，读出此时水面的刻度值，记为V₃；
．
点评：测固体的密度一般用天平测出质量m，用量筒测出体积V，用公式ρ=算出密度．但有时根据初中物理知识，设计一定难度，比如缺少天平利用浮力知识测出质量，没有量筒利用溢水杯测出体积，要开动脑筋，集思广益，培养综合处理物理问题的能力．