Question

2．小泽选用了如图中的质量约为600g的金属皇冠模型，现有足量的水和图中的各种课选的器材，要测出模型的密度．

（1）写出根据实验要求从器材A、B、C、D、E、F中选出的实验所必须的器材；
（2）写出测模型密度的实验步骤及密度的表达式．

Answer 1

分析 由密度公式可知，要测出其质量和体积即可．
用弹簧测力计测其重力得到质量；测出浸没时的浮力，根据阿基米德原理得到体积．

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F；
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F′．
密度的表达式：
皇冠重力：G=F，
皇冠浸没在水中时受到的浮力：F_浮=F-F′，
根据阿基米德原理，F_浮=ρ_水gV_排，
皇冠的体积：V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{F-F′}{{ρ}_{水}g}$，
皇冠的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{Vg}$=$\frac{F}{\frac{F-F′}{{ρ}_{水}g}×g}$=$\frac{F}{F-F′}$ρ_水．
答：（1）BF；
（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F；
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F′．
表达式ρ=$\frac{F}{F-F′}$ρ_水．

点评 测固体密度的实验是我们应该掌握的基本实验之一，根据实验原理来设计步骤和记录数据都是我们应该掌握的，实验的关键在于如何间接测量体积．