Question

6．张磊同学在河边捡到一精美小石块，他想知道小石块的密度，于是从学校借来烧杯、弹簧测力计、细线，再借助于水，就巧妙地测出了小石块的密度，请你写出用这些器材测量小石块密度的实验步骤，并得出和实验方案相一致的密度的表达式．

Answer 1

分析 利用弹簧测力计和细线，可以得到小石块的重力，然后利用公式m=$\frac{G}{g}$得到石块的质量；
利用弹簧测力计、细线和水，可以得到小石块浸没在水中受到的浮力，根据阿基米德原理变形公式可以得到小石块的体积；
已知小石块的质量和体积，利用公式ρ=$\frac{m}{V}$得到小石块的密度．

解答 答：
测量步骤：
①用细线拴住小石块，用弹簧测力计测量小石块的重力G；
②将小石块浸没在水中，用弹簧测力计测出细线对小石块的拉力F．
小石块的质量为m=$\frac{G}{g}$，
小石块受到的浮力为F_浮=G-F，
小石块的体积为V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{G-F}{{ρ}_{水}g}$，
小石块的密度为ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{G}{g}}{\frac{G-F}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{G}{G-F}•{ρ}_{水}$．

点评 测定小石块密度的实验和观察探究浮力大小规律的实验都是我们较为熟悉的实验，但只给出待选的实验器材来自行设计实验还是有一定难度的．首先应对这两个实验的过程应有一个较为完整的认识，再从原理入手，依次设计出必要的步骤，并提出需要记录的数据和观察的现象，最终才能完成实验的设计．