题目内容
(2012?顺德区模拟)如图1所示,展示了一个广为人知的历史故事--《曹冲称象》,聪明的曹冲巧妙地测出了大象的体重.从物理学方法来看,曹冲使用的是
如图2所示,佛山的陶瓷驰名中外,某中学的物理兴趣小组从该故事得到启发,他们决定借鉴这种方法来测量我市出品的某品牌的陶瓷密度,他们所用的器材有:若干小碎瓷片,足够的水,量筒,小烧杯和油性笔.若你是该小组的成员,只利用这些器材,应如何测量陶瓷碎片的密度?请你写出测量过程的步骤(用适当的符号表示所测量的物理量).
该陶瓷密度的表达式:
.
等效替代
等效替代
法(选填“等效替代”、“控制变量”).如图2所示,佛山的陶瓷驰名中外,某中学的物理兴趣小组从该故事得到启发,他们决定借鉴这种方法来测量我市出品的某品牌的陶瓷密度,他们所用的器材有:若干小碎瓷片,足够的水,量筒,小烧杯和油性笔.若你是该小组的成员,只利用这些器材,应如何测量陶瓷碎片的密度?请你写出测量过程的步骤(用适当的符号表示所测量的物理量).
该陶瓷密度的表达式:
ρ水V1 |
V2-V1 |
ρ水V1 |
V2-V1 |
分析:(1)等效替代法是指在研究某一个物理现象和规律中,因实验本身的特殊限制或因实验器材等限制,不可以或很难直接揭示物理本质,而采取与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法.
(2)根据阿基米德原理求出小碎瓷片的重力,根据重力与质量的关系求出瓷片的质量,用排水法测出瓷片的体积,然后由密度公式求出小碎瓷片的密度.
(2)根据阿基米德原理求出小碎瓷片的重力,根据重力与质量的关系求出瓷片的质量,用排水法测出瓷片的体积,然后由密度公式求出小碎瓷片的密度.
解答:解:(1)曹冲称象应用了等效替代法.
(2)实验步骤:①在小烧杯中倒入适量的水,把量筒放入小烧杯中,用油性笔记下水面的位置1;
②在量筒中放入一定量的小陶瓷片,平衡后,用油性笔记下水面的位置2;
③取出量筒,向小烧杯中注水,直到水面达到2位置为止;把量筒中的小陶瓷片取出,
然后将小烧杯中的水倒入量筒,直到液面达到1位置为止;
④读出量筒中水的体积V1,这就是小陶瓷片排开水的体积;
⑤把小陶瓷片放入量筒中,读出水与小陶瓷片的体积V2;
陶瓷片的密度:由阿基米德原理可知,小陶瓷片受到的重力:
G=F浮=ρ水gV排=ρ水gV1,
∵G=mg,∴小陶瓷片的质量m=
=
=ρ水V1,
小陶瓷片的体积V=V2-V1,
小陶瓷片的密度ρ=
=
.
故答案为:等效替代;实验步骤如上所述;
.
(2)实验步骤:①在小烧杯中倒入适量的水,把量筒放入小烧杯中,用油性笔记下水面的位置1;
②在量筒中放入一定量的小陶瓷片,平衡后,用油性笔记下水面的位置2;
③取出量筒,向小烧杯中注水,直到水面达到2位置为止;把量筒中的小陶瓷片取出,
然后将小烧杯中的水倒入量筒,直到液面达到1位置为止;
④读出量筒中水的体积V1,这就是小陶瓷片排开水的体积;
⑤把小陶瓷片放入量筒中,读出水与小陶瓷片的体积V2;
陶瓷片的密度:由阿基米德原理可知,小陶瓷片受到的重力:
G=F浮=ρ水gV排=ρ水gV1,
∵G=mg,∴小陶瓷片的质量m=
G |
g |
ρ水gV1 |
g |
小陶瓷片的体积V=V2-V1,
小陶瓷片的密度ρ=
m |
V |
ρ水V1 |
V2-V1 |
故答案为:等效替代;实验步骤如上所述;
ρ水V1 |
V2-V1 |
点评:本题考查了等效替代法的应用、设计实验测陶瓷的密度,难度较大,应用阿基米德原理及重力与质量的关系求出质量、用排水法求出体积,是正确解题的关键.
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