Question

19．下面是张超同学利用量筒和水测量橡皮泥密度的实验过程及分析，请完成下列填空．
（1）在量筒中装适量的水．读出水面对应的刻度值V₁；
（2）把橡皮泥捏成碗状（如图）小心放入量筒使之漂浮在水面上，读出此时水面对应的刻度值V₂，（ρ_水已知）根据阿基米德原理可求出此时橡皮泥受到的浮力为F=ρ_水g（V₂-V₁）（用题中字母表示）再根据漂浮时，F=G（填浮力与重力的大小关系）求出橡皮泥的重力，从而求出橡皮泥的质量．
（3）再把橡皮泥团成球放入量杯使之沉入水底．读出此时水面对应的刻度值V₃．（写出第三步的步骤以及要测量的量用字母表示）
（4）利用密度计算公式可推导出橡皮泥密度的表达式为：ρ=$\frac{{V}_{2}-{V}_{1}}{{V}_{3}-{V}_{1}}×{ρ}_{水}$．

Answer 1

分析 （2）由物体的浮沉条件可知橡皮泥的重量，由重量即可求得质量．
（3）再把橡皮泥团成球放入量杯使之沉入水底．读出此时水面对应的刻度值V₃；测出橡皮泥团成球的体积；
（4）由完全沉入水底时水的体积变化可求得橡相对泥的体积，由G=ρgV可表示出橡皮泥的重力，由漂浮于水面上时的浮力与重力相等可求得橡皮泥的密度．

解答 解：（2）碗状橡皮泥漂浮于水面上，故受浮力与重力相等，则求得浮力即可求得橡皮泥的重量，故由二力平衡或漂浮原理可求得质量；
（3）由密度公式，ρ=$\frac{m}{V}$，需要测出橡皮泥的体积，故第三步：橡皮泥团成球放入量杯使再把之沉入水底．读出此时水面对应的刻度值V₃；
（4）物体的重量为G=ρg（V₃-V₁）
漂浮于水面上所受浮力F=ρ_水g（V₂-V₁）
由漂浮原理知：F=G，即
ρg（V₃-V₁）=ρ_水g（V₂-V₁）
故ρ=$\frac{{V}_{2}-{V}_{1}}{{V}_{3}-{V}_{1}}×{ρ}_{水}$．
故答案为：（2）ρ_水g（V₂-V₁）；F=G；（3）橡皮泥团成球放入量杯使再把之沉入水底．读出此时水面对应的刻度值V₃；（4）$\frac{{V}_{2}-{V}_{1}}{{V}_{3}-{V}_{1}}×{ρ}_{水}$．

点评 一般情况下，用天平测量物体的质量，用量筒测量物体的体积，根据密度公式很容易求出物体的密度．本题缺少天平，利用漂浮条件求出物体的质量，这是比较典型的方法，一定要掌握．