Question

20．某校科学探究小组应用所学物理知识测量瓷器的密度，他们所用的器材有：若干小碎瓷片，足够的水，一个质量为m₀、容积为V₀、有密封盖的瓶子，如图．问：
（1）他们还需要选择天平，才能测出小碎瓷片的密度．（只限选一件仪器）
（2）请简要写出测量过程，并用适当的符号表示所测量的物理量．

Answer 1

分析 本题可选用天平，直接测出碎瓷片的质量m，借助瓶子和水测出碎瓷片的体积V，用公式ρ=$\frac{m}{V}$算出碎瓷片的密度．

解答 解：
（1）由分析可知，要测质量需要用到天平；
（2）①取适量的小碎瓷片，用天平测出它的质量m；
②将小碎瓷片装入瓶子后，装满水盖好盖子测出它们的总质量m′；
瓶内水的质量m_水=m′-m₀-m，
水的体积：V_水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$，
小碎瓷片的体积V=V₀-V_水．
小瓷片的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{m}{{V}_{0}-{V}_{水}}$=$\frac{m}{{V}_{0}-\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{m}{{V}_{0}-\frac{m‘-{m}_{0}-m}{{ρ}_{水}}}$=$\frac{m{ρ}_{水}}{{ρ}_{水}{V}_{0}-m′+{m}_{0}+m}$．
故答案为：
（1）天平；（2）①取适量的小碎瓷片，用天平测出它的质量m；②将小碎瓷片装入瓶子后，装满水盖好盖子测出它们的总质量m′．

点评 本题的难度在于测碎瓷片的体积，若选用量筒，则碎瓷片的质量就无法测出，必须借助水和瓶子的容积已知的条件，是培养学生能力的好题．