Question

如图所示是一个量筒和一个玻璃制成的小试管，另有适量的水．请你设计一个实验，测出这个小试管的玻璃密度
（1）写出简要的实验步骤；
（2）根据实验中测得的物理量（用字母符号表示）写出试管玻璃密度的表达式．
实验步骤：

 

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表达式：ρ_玻璃=

 

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Answer 1

分析：器材中没有天平和砝码，只有量筒，因此无法直接测量试管的质量，必须利用物体漂浮的条件间接测量物体的质量．小试管漂浮时，根据量筒中水面的变化可以计算出小试管受到的浮力，根据浮力等于重力求出试管质量．再让小试管全部浸没在量筒的水中，求出体积，根据密度的计算公式就可以算出小试管的密度．

解答：解：（1）步骤为：
    ①量筒里倒入适量水，记下水面对应的刻度V₁；
    ②将小试管放进量筒中，使其漂浮在水面上，记下水面对应的刻度V₂；
    ③使小试管浸没在量筒里的水中，记下水面对应的刻度V₃．
  （2）推导过程：小试管漂浮在水面上，重力等于浮力即G=F_浮=ρ_水g（V₂-V₁），则试管质量为m=ρ_水（V₂-V₁），试管体积为V=V₃-V₁，因此小试管密度的表达式ρ玻璃=

V2-V1

V3-V1

ρ水．

点评：类似的，测量牙膏皮、木块、蜡块、土豆、橡皮泥等可塑性物质以及能放入量筒中的小瓷杯等物质的密度都可以采用这种方法．