Question

【题目】小琳想测量一小石块的密度,老师向她提供了如下器材:一根硬棒、两个质量不等的吊盘、一个足够大的短粗状量杯、足量的细沙及水(已知水的密度为ρ水)，另外还有滴管、药匙、细绳和铁架台。经过认真思考后,小琳想用替代法解决此问题，于是用细绳将硬棒悬挂在铁架台上,井把吊盘分别挂在细棒的两端;然后将量杯放入一侧吊盘中,移动细线的悬吊位置使硬棒在水平位置平衡(情形如图23所示),请你顺着以上思路与操作,解答如下问题

(1)写出接下来的主要实验步骤及所需测量的物理量

(2)写出石块密度的数学表达式(用已知量和测量表示)

Answer 1

【答案】 (1)实验步骤:

①将石块放在有量杯的吊盘中,另一盘中放入细砂,直至细棒在水平方向平衡;

②将石块取出,在量杯注入水,直至细棒在水平方向恢复平衡,记下此时水的体积V1;

③用量杯测出石块的体积V (2)石块密度表达式ρ=ρ水V1 /V

【解析】解：根据测量密度的原理，要测石块的密度就要想办法测出其质量和体积。由实验器材，利用杠杆平衡条件，首先将石块放在有量杯的吊盘中，另一盘中放入细砂，直至细棒在水平方向平衡；再将石块取出，在量杯注入水，直至细棒在水平方向恢复平衡，记下此时水的体积V1。则石块的质量等于量杯中水的质量，由密度公式可得；

利用排水法，用量杯测出石块的体积V，从而得出石块的密度。

（1）实验步骤如下：

①将石块放在有量杯的吊盘中,另一盘中放入细砂,直至细棒在水平方向平衡;

②将石块取出,在量杯注入水,直至细棒在水平方向恢复平衡,记下此时水的体积V1;

③用量杯测出石块的体积V

（2）石块密度表达式；