Question

（2012·贵州中考）美术课上同学们用橡皮泥捏动物模型时，想知道橡皮泥的密度有多大。课后，他们取了同一块橡皮泥，采用了两种实验方案，来测量橡皮泥的密度。

方案一：选择天平、量筒、水和细线进行实验，操作过程按图甲所示顺序进行。

（1）由图示的实验操作过程，写出通过实验测量出的物理量。

（2）通过什么定义可以计算橡皮泥的密度值，其值是多少kg/m³？

（3）请你评估：这一实验测算的密度结果怎样？（即测量值比真实值是“偏大”“偏小”或“准确”）

方案二：选择弹簧测力计（如图乙）、细线和装有水的杯子。实验过程如下

A.橡皮泥用线系好，挂在弹簧测力计上读出示数F₁；

B.将弹簧测力计吊着橡皮泥浸没水中，读出弹簧测力计示数F₂。

①请解释F₁、F₂的物理意义。

②写出橡皮泥浸没水中受到的浮力的表达式。

③根据什么原理可以计算橡皮泥的密度值，并导出表达式。

Answer 1

方案一：（1）读取量筒的示数，利用两次的示数之差可得出橡皮泥的体积；读取天平示数时应将砝码质量与游码示数相加；利用密度的公式可算出橡皮泥的密度。

（2）橡皮泥的体积V=30 cm³-20 cm³=10 cm³；橡皮泥的质量m=10 g+3.4 g

=13.4 g；橡皮泥的密度

（3）分析步骤可看出，先测体积，再测质量，会对橡皮泥的质量造成一定的影响，进而影响到密度的结果。因为先测体积，再测质量时，橡皮泥沾水后会造成质量偏大，因而密度也会偏大。

方案二：用弹簧测力计测量橡皮泥的重力F₁，把橡皮泥浸没在水中读出弹簧测力计示数F₂，橡皮泥受到的浮力：F_浮=F₁- F₂，由阿基米德原理可知橡皮泥浸没在水中受到的浮力为：F_浮=ρ_水gV_排，则橡皮泥的体积

橡皮泥的质量:所以橡皮泥的密度为：

答案：方案一：（1）橡皮泥的体积V=10 mL橡皮泥的质量m=13.4 g

（2）

（3）偏大

方案二：①F₁表示橡皮泥所受的重力，F₂表示橡皮泥浸没水中后弹簧测力计的示数。

②F=F₁-F₂

③根据阿基米德原理

F_浮=ρ_水gV_排