Question

18．某小组同学测量金属块密度，实验器材有测力计、烧杯、水、金属块和细线．该组同学用如图所示的器材完成实验．请帮助甲组同学完成实验过程．（补全以下实验步骤，写出测量的物理量及其对应的符号）
a．观察测力计的量程及分度值，并规范调零．
b．用细线栓住铁块挂在测力计下，测出金属块重力G．
c．将金属块浸没烧杯内的水中，读出弹簧测力计的示数F_示．
d．计算金属块的密度ρ=$\frac{G}{G-{F}_{示}}$ρ_水．（水的密度用ρ_水表示）

Answer 1

分析 （1）使用弹簧测力计时，应观察弹簧测力计的量程及分度值，使用时不能测量超过量程的力；检查弹簧测力计的指针是否在零刻度处，若不在，应调零；
（2）利用称重法测量金属块浸没水中受到的浮力；
（3）利用阿基米德原理求出金属块排开水的体积（金属块的体积），再利用密度公式求金属块的密度．

解答 解：
a、使用弹簧测力计时，应观察弹簧测力计的量程及分度值，使用时不能测量超过量程的力；检查弹簧测力计的指针是否在零刻度处，若不在，应调零；
b、用细线栓住铁块挂在测力计下，测出金属块重力G
c、将金属块浸没烧杯内的水中，读出弹簧测力计的示数F_示，
d、计算：
金属块的质量m=$\frac{G}{g}$，
金属块受到的浮力F_浮=G-F_示，
因为金属块浸没水中，所以金属块的体积：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{G-{F}_{示}}{{ρ}_{水}g}$，
金属块的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{G}{g}}{\frac{G-{F}_{示}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{G}{G-{F}_{示}}$ρ_水．
故答案为：a、量程及分度值；c、将金属块浸没烧杯内的水中，读出弹簧测力计的示数F_示；d、$\frac{G}{G-{F}_{示}}$ρ_水．

点评 本题是测量固体密度实验题，考查了弹簧测力计的使用方法、称重法测浮力、密度公式的应用，能充分体现学生综合处理问题的能力．