Question

18．小明要测量一段蜡烛的密度（蜡烛的密度小于水），器材有：满足实验要求的量筒，足量的水，细线，刻度尺，细长的铁丝，弹簧测力计．请从以上器材中选择合适的器材，设计一个较为简便的方法，测出蜡烛的密度并写出蜡烛密度的表达式．（用测量量和已知量的字母表示）

Answer 1

分析 在量筒中倒入适量的水，记下体积V₁，再将蜡烛放入其中，测得体积V₂，得出蜡烛排开水的体积，求出蜡烛所受到的浮力的大小；因为蜡烛是漂浮的，所以可以得到它的质量；然后再用很细的探针将蜡烛入水中，使其浸没在水中，记下体积V₃，得到蜡烛的体积（V₃-V₁），最后用密度公式即可求出蜡烛的密度．

解答 答：（1）实验器材：蜡烛、量筒、大头针、细线、足量的水；
（2）实验步骤：①在量筒中倒入适量的水，记下体积V₁，
②将蜡烛放入其中，蜡块漂浮在水中，测得体积V₂，
③用很细的探针将蜡烛压入水中，使其浸没在水中，记下体积V₃，
（3）蜡烛密度的表达式
因为蜡烛漂浮，G=F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水g（V₂-V₁）
蜡烛的质量为：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{{ρ}_{水}g（{V}_{2}-{V}_{1}）}{g}$=ρ_水（V₂-V₁）
蜡烛的体积为：V=V₃-V₁
蜡烛的密度为：ρ_蜡烛=$\frac{m}{V}$=$\frac{（{V}_{2}-{V}_{1}）}{{V}_{3}-{V}_{1}}•{ρ}_{水}$；

点评 本题设计的实验方法是不用天平测质量，而是利用漂浮条件F_浮=G=mg求浮力，注意灵活利用公式，这是理解本实验的难点．