Question

20．同学们为了测量一不沉于水的物体的密度进行了实验，实验步骤如下：①调节天平平衡②用天平测出物体的质量m，示数如图甲③在量筒中装入适量的水，如图乙；④读出水的体积V₁；⑤用细线系住物体和铁块，将铁块浸没在水中，如图丙，读出水和铁块的总体积；⑥将物体和铁块同时浸没在水中，如图丁，读出水、铁块和物体的总体积V₃；

请回答以下问题：
（1）请根据上述实验步骤，将下面表格内容填写完整．

物理量	挂件的质量m/g	水的体积 V1/cm3	水和铁块的 总体积V2/cm3	水、挂件和铁块的总体积V3/cm3	塑料的密度 ρ木/（g/cm-3）
数值		40

（2）小华同学发现上述实验步骤中，有一步骤是多余的，这一步骤是④（填序号）．
（3）同学们经过评估交流后，发现干物体具有吸水性，则所测密度应大于（选填“大于”、“等于”或“小于”）物体的实际密度．

Answer 1

分析 （1）挂件的质量可由砝码质量和游码所对的刻度值读出．
由于挂件是不沉于水的，在测量其体积时要使用重物助沉法帮助测量休积．即先测出水和重物的体积，再将挂件和重物系好共同放入水中，测量出它们的总体积，最后用总体积减去水和重物的体积，就是挂件的体积，最后由质量和体积计算密度．
（2）在使用助沉法时，不需要单独测量出水的体积．
（3）干物体具有吸水性，测量其体积时，会因吸水而使量筒的示数变小，导致所测密度值变大．

解答 解：
（1）挂件的质量由砝码的质量加上游码所对刻度值的质量即m=10g+2g=12g．
从图中读出水和铁块的总体积为50cm³，水、挂件和铁块的总体积90cm³，则挂件的体积v=90cm³-50cm³=40cm³，挂件的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{12g}{40c{m}^{3}}$=0.3g/cm³．

物理量	挂件的质量m/g	水的体积 V1/cm3	水和铁块的 总体积V2/cm3	水、挂件和铁块的总体积V3/cm3	塑料的密度 ρ木/（g/cm-3）
数值	12	40	50	90	0.3

（2）实验步骤中测挂件的体积时，由于挂件漂浮在水面上，要使挂件浸入水中可采用重物助沉法进行．但不需要单独测量水的体积，只需第一步测出水和重物的体积即可，再测出水、重物、挂件的总体积，就能算出挂件的体积．水的体积不需要测出．
（3）由于干物体具有吸水性，在测量它的体积时，它会因吸收水而使其体积测量值变小．在质量一定时，体积变小，则密度会变大．
故答案为：（1）见上表；（2）④；（3）大于．

点评 此题是考查固体密度的测量实验，但考查的是不沉于水的固体的密度测量，关键在于测物体的体积时要使用重物助沉法．要对此方法有所了解，会恰当运用．