Question

2．有下列A、B两组器材：
A组：天平（ 量程0～200g，分度值0.2g ），量筒（ 量程0～100ml，分度值1ml ），弹簧测力计（量程0～5N，分度值0.2N ）
B组：细线、水、盐水、小石块（体积约10cm³）、正方体木块（边长a=10cm）、两个相同的烧杯
请在A组只选一种器材，B组中可以任选若干种所需器材，将所选的器材组合使用，设计一种精确测量盐水密度的实验方法．
要求：（1）写出选用的实验器材；
（2）写出实验步骤和用已知量和测量量表示的盐水密度表达式．

Answer 1

分析 根据密度公式ρ=$\frac{m}{V}$，可知，测量液体密度，需要获得它的质量和体积．因为A组器材只允许选择一种，所以只能直接测量物质的质量和体积中的一种，另一种物理量需要间接获得．

解答 解：（1）若没有量筒，液体体积无法直接测量时，往往需要借助于等体积的水，水的密度是已知的，在体积相等时，两种物质的质量之比等于它们的密度之比．
故在A组选用器材天平，B组选用两个相同的烧杯、水、盐水；
（2）实验步骤：
①用天平测出空烧杯质量m₀．
②用烧杯取一定量的水，并用记号笔在液面处作出记号．用天平测出水和烧杯的总质量m₁，计算出烧杯内水的质量m₁-m₀．
③再用烧杯取与水等体积的盐水，并用天平测出烧杯和盐水的总质量m₂，计算出盐水的质量m₂-m₀．
④因纯水和盐水体积相等，得v_盐水=v_水．
由$\frac{{ρ}_{盐水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{V}_{盐水}}}{\frac{{m}_{1}-{m}_{0}}{{V}_{水}}}$=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}$，
得：ρ_盐水=$\frac{{m}_{2}-{m}_{0}}{{m}_{1}-{m}_{0}}$•ρ_水

点评 本题开放性较强，除了上述解答方法以外，还有还有很多方法．在没有天平直接测量、计算液体的体积时，可以利用浮力的知识间接测量．要灵活运用所给器材，寻找合适的测量方法．