Question

（2011?潮南区模拟）（1）小明同学利用如下器材测量合金块的密度：托盘天平、溢水杯、烧杯、合金块、足量的水．实验步骤如下：
①把托盘天平放在水平桌面上，将游码置于标尺的零刻度处，发现横梁左端低、右端高，应将平衡螺母向

右

移动（选填“左”或“右”），使天平平衡．
②把合金块放入天平左盘，在右盘内增、减砝码，并调节游码，天平平衡后，右盘中所放砝码及游码在标尺上的位置如图所示，则合金块的质量为

81

g．接着他又测出了空烧杯的质量为100g．
③将适量的水倒入溢水杯中，让水面与溢水口相平，再将合金块轻轻放入溢水杯中，浸没水中后的合金块所排开的水全部盛于空烧杯中，如图所示．用天平测得此时 烧杯和水的质量为127g，则合金块的体积为

27

cm³．
④通过计算可得合金块的密度为

3

g/cm³．
（2）小明参加的实验小组又想测出一块橡皮泥的密度，但只有如下实验器材：量筒、水和一块橡皮泥．已知橡皮泥的密度大于水的密度，水的密度为ρ_水．请你利用这些实验器材为他们设计出一个实验方案，测出这块橡皮泥的密度．要求：写出必要的实验步骤，并根据实验步骤中所测得的物理量写出密度表达式．
A．实验步骤：
①

在量筒内倒入适量的水，体积为V₁

；
②

将橡皮泥捏成空心状漂浮在水中，观察此时水的体积V₂

；
③

将橡皮泥捏成实心状沉在水中，观察此时水的体积V₃

．
B．橡皮泥密度表达式：ρ=

ρ水(V2-V1)

V3-V1

．

Answer 1

分析：（1）调节天平横梁平衡时，天平的左端低，右端高，平衡螺母向上翘的一端移动．
物体的质量等于砝码质量加游码对应的刻度值．
物体浸没在水中物体的体积等于物体排开水的体积，求出排开水的质量，知道水的密度，根据密度公式求出物体排开水的体积，即物体的体积．
知道物体的质量和体积，根据密度公式求出物体的密度．
（2）测量橡皮泥的密度，有水和量筒能测量橡皮泥的体积，还要测量橡皮泥的质量，把橡皮泥捏成空心状，使橡皮泥漂浮在水面上，橡皮泥的重力等于橡皮泥受到的浮力，橡皮泥的浮力等于橡皮泥排开水的重力，求出橡皮泥排开水的重力即可．

解答：解：（1）①天平的左端低，右端高，平衡螺母向上翘的右端移动．
②合金块质量：m=50g+20g+10g+1g=81g．
③合金块排开水的质量为：m'=127g-100g=27g，
合金块浸没在水中，合金块的体积等于排开水的体积，
合金块的体积：V=V'=

m′

ρ水

=

27g

1.0g/cm3

=27cm³，
④合金块的密度为：ρ=

m

V

=

81g

27cm3

=3g/cm³．
（2）A：实验步骤：①在量筒内倒入适量的水，体积为V₁，
②将橡皮泥捏成空心状漂浮在水中，观察此时水的体积V₂，
③将橡皮泥捏成实心状沉在水中，观察此时水的体积V₃．
B：橡皮泥漂浮在水面上，所以，G=F_浮，
根据阿基米德原理得，F_浮=G_排，
所以，G=G_排，
所以，mg=ρ_水gV_排，
橡皮泥的质量为：m=ρ_水（V₂-V₁），
橡皮泥的体积为：V=V₃-V₁，
橡皮泥的密度为：ρ=

ρ水(V2-V1)

V3-V1

．
故答案为：（1）①右；②81；③27；④3；
（2）A．实验步骤：
①在量筒内倒入适量的水，体积为V₁，
②将橡皮泥捏成空心状漂浮在水中，观察此时水的体积V₂，
③将橡皮泥捏成实心状沉在水中，观察此时水的体积V₃．
B．橡皮泥密度表达式：ρ=

ρ水(V2-V1)

V3-V1

．

点评：固体密度的测量的几种方法：
（1）天平直接能测量质量，量筒测量体积，实验是比较简单的．
（2）在没有量筒，物体体积无法直接测量，往往需要借助于等体积的水，测量物体浸没在水中时排开水的质量，水的密度是已知的，求出物体排开水的体积，即物体的体积．
（3）在没有天平，物体质量无法直接测量时，利用漂浮条件和阿基米德原理求出物体的质量．