题目内容

18.小东和小阳准备在家里测量一个小石块的密度,但没有天平和量筒.他们想到了化学实验课上使用的滴管.他们先自制了一个瓶口密封着细吸管的小塑料瓶当做滴管,自制的滴管中的水能一滴一滴地从滴管滴出,且每一滴水的质量和体积都是相等的.他们又找来矿泉水瓶子、小塑料瓶、细线、剪刀、铅笔和足量的水,开始测小石块的密度.
(1)他们测石块体积的方法是:把石块用细线系住,放在被剪开的矿泉水瓶中,倒入一定量的水,并记下水面的位置;取出石块,用滴管将水滴入容器中,使水面到达原来的位置处,记录滴入的水滴数为a.
(2)他们测石块质量的方法是:把石块放入小塑料瓶中,使小塑料瓶浮在矿泉水瓶中的水面上,记下水面的位置,取出石块,用滴管将水滴入小塑料瓶中,使水面到达原来的位置处,记录滴入的水滴数为b.
(3)他们测出石块密度的表达式是:ρ水=$\frac{{bρ}_{水}}{a}$.
(4)他们巧妙地利用了物理课上所学的研究方法是:等效替代法.

分析 (1)实验石块完全浸没,石块的体积等于石块排开的水的体积;根据等效替代法分析操作步骤;
(2)石块漂浮,石块的重力等于受到的浮力,等于排开的水的重力;根据等效替代法分析操作步骤;
(3)根据密度公式ρ=$\frac{m}{V}$可求石块的密度;
(4)把石块的体积和质量都转变为水的体积和质量,来计算,这是物理上最常用的等效替代法.

解答 解:(1)他们测石块体积的方法是:把石块用细线系住,放在被剪开的矿泉水瓶中,倒入一定量的水,并记下水面的位置;取出石块,用滴管将水滴入容器中,使水面到达原来的位置处,记录滴入的水滴数为a.设一滴水的体积为V,则石块的体积为V石=aV;
(2)他们测石块质量的方法是:把石块放入小塑料瓶中,使小塑料瓶浮在矿泉水瓶中的水面上,记下水面的位置;取出石块,用滴管将水滴入小塑料瓶中,使水面到达原来的位置处,记录滴入的水滴数为b.
由于小塑料瓶浮在的水面上,浮力与重力相等,则G石=G水,所以,石块的质量为m石=bVρ水;
(3)石块的密度ρ石=$\frac{{m}_{石}}{{V}_{石}}$=$\frac{{bVρ}_{水}}{{aV}_{\;}}$=$\frac{{bρ}_{水}}{a}$;
(4)他们巧妙地利用了物理课上所学的研究方法是等效替代法.
故答案为:(1)用滴管将水滴入容器中,使水面到达原来的位置处;
(2)浮在矿泉水瓶中的水面上,记下水面的位置;
(3)ρ石=$\frac{{bρ}_{水}}{a}$;
(4)等效替代法.

点评 本题考查固体密度的测量方法,主要考查了等效替代法在物理实验中的应用.

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