Question

6．小丽同学的妈妈买了一枚戒指，小丽想知道这枚戒指的密度，于是找到同学小燕一起来到了实验室，看到实验室里有如下器材：天平、量筒、弹簧测力计、烧杯、细线、水、一个可以放入量筒中的小玻璃杯．
小丽同学从中选用了部分器材，在实验室里测出了这枚戒指的密度．她的操作过程如下：
①在量筒中倒入适量的水，体积为V₁；
②把戒指浸没在量筒里的水中，此时液面示数为V₂；
③用天平测出戒指的质量为m；
④计算出戒指的密度．
（1）小燕同学在实验室里看完小丽的操作过程后，认为小丽的实验方案有明显的不足之处．请你说出小丽的实验方案中的不足之处及其对测量结果的影响：偏大．
（2）为了更准确地测得戒指的密度，你认为更合理的实验顺序应当是③①②④（填序号）．
（3）请你用弹簧测力计代替天平，重新设计一个实验帮小丽测出戒指的密度，写出你用到的器材：弹簧测力计、水、细线、烧杯、戒指；你计算戒指密度的表达式ρ=$\frac{G}{G-F}$ρ_水．

Answer 1

分析 （1）先测量体积，会使戒指上沾有水，戒指的质量测量不准确；
（2）测固体密度时先测质量，再测体积，最后算出密度；
（3）选用弹簧测力计测出戒指的重力，利用浮力知识测出戒指的体积，再计算出戒指的密度．

解答 解：（1）先测体积，再测质量时，金属块上有水，会使质量变大，从而使得测量值变大．
（2）测固体密度先测质量再测体积，顺序应为③①②④．
（3）实验器材：弹簧测力计、水、细线、烧杯、戒指；
用弹簧测力计测出戒指的重力G，将戒指浸没水中读出测力计示数为F，
根据阿基米德原理：F_浮=ρ_水gV_排，戒指体积V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{G-F}{{ρ}_{水}g}$，
则戒指密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{G}{g}}{\frac{G-F}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{G}{G-F}$ρ_水．
故答案为：（1）偏大；（2）③①②④；（3）弹簧测力计、水、细线、烧杯、戒指；ρ=$\frac{G}{G-F}$ρ_水．

点评 测固体的密度初中物理要求较高，方法最基本的有两种：一是题中被修改的方法，一是利用浮力知识设计的这一种，要熟练掌握．