题目内容
10．小明想测出如图1 中的质量约600g的金属皇冠模型的密度．
现有足量的水和图2中的各种可选的器材，要利用上面推出的表达式测出模型的密度，根据实验要求从器材A、B、C、D、E、F 中选择实验所必须的器材，并写出测模型密度的实验步骤及需要测量的物理量，并写出模型密度的表达式的推导过程．
（1）选择的器材（填代号）：B、F
（2）实验步骤及需要测量的物理量：①用弹簧测力计测出皇冠模型的重力记为G模型；②在水槽中装适量的水，把悬挂在弹簧测力计下的皇冠模型浸没在水中（不接触水槽），待皇冠模型静止时，读出弹簧测力计示数记为F
（3）模型密度表达式推导过程．
分析 （1）利用称重法测量皇冠浸没水中受到的浮力，据此选择需要的器材．
（2）（3）利用弹簧测力计测量皇冠的重力，进而求出质量；利用称重法测量皇冠浸没水中受到的浮力，利用阿基米德原理求排开水的体积，利用密度公式求皇冠的密度．
解答 解：
（1）根据分析，要测皇冠的重力和浸没时的浮力，由此实验所必须的器材：弹簧测力计，因为皇冠质量约600g，重力约G=mg=0.6kg×10N/kg=6N，所以选用B弹簧测力计，根据皇冠的长和宽应使用水槽F；
（2）实验步骤：
①将皇冠挂在弹簧测力计上，读出其在空中时的示数，即其所受重力F1；
②将水槽中倒入适量的水，皇冠浸没在水槽的水中，稳定后读出弹簧测力计示数F2．
（3）数据处理：
皇冠重力：G=F1，
皇冠质量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{{F}_{1}}{g}$，
皇冠浸没在水中时受到的浮力：F浮=F1-F2，
根据阿基米德原理，F浮=ρ水gV排，
皇冠的体积：V=V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{1}-{F}_{2}}{{ρ}_{水}g}$，
皇冠的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{{F}_{1}}{g}}{\frac{{F}_{1}-{F}_{2}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{{F}_{1}}{{F}_{1}-{F}_{2}}{ρ}_{水}$．
故答案为：（1）B、F；
（2）步骤：①将皇冠挂在弹簧测力计上，读出其在空中时的示数F1；
②将水槽中倒入适量的水，皇冠浸没在水槽的水中，稳定后读出弹簧测力计示数F2．
（3）推导过程如上所述．
点评 测固体密度的实验是我们应该掌握的基本实验之一，本题是利用弹簧测力计，借助称重法测量固体的密度，要求灵活利用阿基米德原理．
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| D． | 测量长度时，也可以使用零刻度线磨损的尺子 |