Question

1．各学习小组做完测量密度的实验，各小组展示交流自己小组的实验方法．
（1）小明代表第一组介绍“测量金属块的密度”．如图所示是他们的实验数据的再现，用天平测出金属块的质量为32g．量筒中原有水的体积是22mL，则金属块的密度为8g/cm³
（2）小丽代表第二组介绍“测量花生油的密度”．实验室提供了下列器材：烧杯一个（无刻度）、弹簧测力计一个、带细绳套的实心铁块一个、足量的水和花生油．请你将小丽一组同学的测量花生油密度的实验步骤补充完整，测得的物理量用字母表示（已知水的密度为ρ_水）：
①将实心铁块挂在弹簧测力计下方，读出弹簧测力计的示数G；
②将铁块浸没在水中，读出测力计的示数F₁；
③将铁块浸没在花生油中，读出测力计的示数F₂；
④求出花生油的密度表达式ρ_油=$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}•{ρ}_{水}$．（用测得量和已知量表示）

Answer 1

分析 （1）首先观察天平把标尺的分度值以及量筒的量程和分度值再去读数．物体的质量m=砝码+游码，金属块的体积V=V_总-V_水．根据公式ρ=$\frac{m}{V}$求出金属块的密度．
（2）利用浮力知识测量液体的密度：不用天平测量液体质量，利用弹簧测力计以及浮力知识间接测量液体的密度．

解答 解：（1）天平标尺的分度值为0.2g，物体的质量m=20g+10g+2g=32g；
金属块的体积V=V_总-V_水=26ml-22ml=4ml=4cm³；
金属块的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{32g}{4c{m}^{3}}$=8g/cm³，
（2）利用浮力知识测量液体的密度：
①将实心铁块挂在弹簧测力计下方，读出弹簧测力计的示数G；
②将铁块浸没在水中，读出测力计的示数F₁；
③将铁块浸没在花生油中，读出测力计的示数F₂，
④求出花生油的密度．
算出铁块在水中和花生油中受到的浮力F_浮1=G-F₁、F_浮2=G-F₂．
由阿基米德原理F_浮=G_排=ρ_液gV_排可知，
铁块在水中的浮力：G-F₁=ρ_水gV_排水，
铁块排开水的体积：V_排水=$\frac{G-{F}_{1}}{{ρ}_{水}g}$，
铁块在花生油中的浮力：G-F₂=ρ_油gV_排油，
因为V_排水=V_排油，
花生油的密度：ρ_油=$\frac{{F}_{浮油}}{g{V}_{排油}}$=$\frac{G-{F}_{2}}{g\frac{G-{F}_{1}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}•{ρ}_{水}$
故答案为：（1）32；8；（2）②将铁块浸没在水中，读出测力计的示数F₁；③将铁块浸没在花生油中，读出测力计的示数F₂；④$\frac{G-{F}_{2}}{G-{F}_{1}}•{ρ}_{水}$．

点评 本题即是一道实验设计题，又是一道开放题．学生要认真思考，寻找便捷、合理的解题方法，培养综合解答问题的能力．