题目内容

实验室中有一只空玻璃瓶、天平和配套的砝码以及足够的水,现要用这些器材测出某种金属颗粒的密度.(已知水的密度为ρ水,待测金属颗粒足够多)
(1)小明同学设计了其中一部分实验步骤,请你帮他将未完成的实验步骤及所要测量的物理量(用字母表示)填写完整:
①把天平放在水平桌面上,游码归零,调节天平横梁使天平平衡;
②将玻璃瓶中装满水,用天平测出其总质量m1;
③用天平测出待测的金属颗粒的质量m2;
④
把待测金属颗粒轻轻放入盛满水的玻璃瓶中,并溢出部分水,然后用天平测出金属颗粒、玻璃瓶和剩余水的总质量m3
把待测金属颗粒轻轻放入盛满水的玻璃瓶中,并溢出部分水,然后用天平测出金属颗粒、玻璃瓶和剩余水的总质量m3
;
⑤根据密度公式ρ=
m
V
和测量数据,计算金属颗粒的密度.
(2)待测金属颗粒的密度表达式为:ρ金=
m2 ρ水
m1+m2-m3
m2 ρ水
m1+m2-m3
.(用已知及测量的物理量表示)
分析:测密度的方法一般离不开密度的公式,只不过求取质量m和体积V的方法各有不同.此种方法的难度在于如何求出金属颗粒的体积.根据所选器材,小明同学运用了排水法,即想办法求出排开水的体积,这样就能够得出金属颗粒的体积了.
解答:解:(1)依据总体的设计思路,在求取金属颗粒体积时,可采用排水法,求出排开水的质量,再知道水的密度,就可以用公式V=
m
ρ
表示出这部分水的体积了;
(2)待测金属颗粒的密度 ρ金=
m2
V
=
m2
m排
ρ水
=
m2
m1+m2-m3
ρ水
=
m2ρ水
m1+m2-m3
.
故答案为:(1)④把待测金属颗粒轻轻放入盛满水的玻璃瓶中,并溢出部分水,然后用天平测出金属颗粒、玻璃瓶和剩余水的总质量m3;
(2)
m2ρ水
m1+m2-m3
.
点评:测固体密度的关键是想办法测出物体的质量和体积,在仪器选择受限时,我们可以运用等效替代法,在此题中金属颗粒排开水的体积就是它本身的体积.
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