Question

6．小麗同學(xué)的媽媽買了一枚戒指，小麗想知道這枚戒指的密度，于是找到同學(xué)小燕一起來到了實驗室，看到實驗室里有如下器材：天平、量筒、彈簧測力計、燒杯、細線、水、一個可以放入量筒中的小玻璃杯．
小麗同學(xué)從中選用了部分器材，在實驗室里測出了這枚戒指的密度．她的操作過程如下：
①在量筒中倒入適量的水，體積為V₁；
②把戒指浸沒在量筒里的水中，此時液面示數(shù)為V₂；
③用天平測出戒指的質(zhì)量為m；
④計算出戒指的密度．
（1）小燕同學(xué)在實驗室里看完小麗的操作過程后，認(rèn)為小麗的實驗方案有明顯的不足之處．請你說出小麗的實驗方案中的不足之處及其對測量結(jié)果的影響：偏大．
（2）為了更準(zhǔn)確地測得戒指的密度，你認(rèn)為更合理的實驗順序應(yīng)當(dāng)是③①②④（填序號）．
（3）請你用彈簧測力計代替天平，重新設(shè)計一個實驗幫小麗測出戒指的密度，寫出你用到的器材：彈簧測力計、水、細線、燒杯、戒指；你計算戒指密度的表達式ρ=$\frac{G}{G-F}$ρ_水．

Answer 1

分析 （1）先測量體積，會使戒指上沾有水，戒指的質(zhì)量測量不準(zhǔn)確；
（2）測固體密度時先測質(zhì)量，再測體積，最后算出密度；
（3）選用彈簧測力計測出戒指的重力，利用浮力知識測出戒指的體積，再計算出戒指的密度．

解答 解：（1）先測體積，再測質(zhì)量時，金屬塊上有水，會使質(zhì)量變大，從而使得測量值變大．
（2）測固體密度先測質(zhì)量再測體積，順序應(yīng)為③①②④．
（3）實驗器材：彈簧測力計、水、細線、燒杯、戒指；
用彈簧測力計測出戒指的重力G，將戒指浸沒水中讀出測力計示數(shù)為F，
根據(jù)阿基米德原理：F_浮=ρ_水gV_排，戒指體積V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{G-F}{{ρ}_{水}g}$，
則戒指密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{G}{g}}{\frac{G-F}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{G}{G-F}$ρ_水．
故答案為：（1）偏大；（2）③①②④；（3）彈簧測力計、水、細線、燒杯、戒指；ρ=$\frac{G}{G-F}$ρ_水．

點評 測固體的密度初中物理要求較高，方法最基本的有兩種：一是題中被修改的方法，一是利用浮力知識設(shè)計的這一種，要熟練掌握．