Question

14．现提供一下器材：量筒、不吸水的小木块（可放入量筒中）、大头针、烧杯、水．请你设计一个实验方案测定小木块的密度．要求：
（1）简要写出实验步骤和需测的物理量．
（2）木块密度的最终表达式．

Answer 1

分析 根据漂浮时浮力与重力相等的特点，间接测出木块的重力，便可得其质量；
利用大头针将木块按入水中，使木块完全浸没，测出小木块的体积，由密度公式求出其密度．

解答 解：（1）①往量筒中注入适量的水，记下量筒的读数V₁；
②将木块漂浮在水中，记下量筒的读数V₂；
③用大头针将木块浸没水中，记下量筒的读数V₃．
（2）由①②知，木块的重力G=F_浮=ρ_水g（V₂-V₁）；
则m=$\frac{G}{g}$=$\frac{{ρ}_{水}g（{V}_{2}-{V}_{1}）}{g}$=ρ_水（V₂-V₁）；
木块的体积V=V₃-V₁；
则：ρ_木=$\frac{m}{V}$=$\frac{（{V}_{2}-{V}_{1}）{ρ}_{水}}{{V}_{3}-{V}_{1}}$，
即表达式为：ρ_木=$\frac{（{V}_{2}-{V}_{1}）{ρ}_{水}}{{V}_{3}-{V}_{1}}$．

点评 利用量筒和水测量漂浮物体的密度，可根据浮沉条件测出其重力，在测量物体的体积时，需用到按入法或坠入法．