Question

18．小東和小陽準(zhǔn)備在家里測量一個(gè)小石塊的密度，但沒有天平和量筒．他們想到了化學(xué)實(shí)驗(yàn)課上使用的滴管．他們先自制了一個(gè)瓶口密封著細(xì)吸管的小塑料瓶當(dāng)做滴管，自制的滴管中的水能一滴一滴地從滴管滴出，且每一滴水的質(zhì)量和體積都是相等的．他們又找來礦泉水瓶子、小塑料瓶、細(xì)線、剪刀、鉛筆和足量的水，開始測小石塊的密度．
（1）他們測石塊體積的方法是：把石塊用細(xì)線系住，放在被剪開的礦泉水瓶中，倒入一定量的水，并記下水面的位置；取出石塊，用滴管將水滴入容器中，使水面到達(dá)原來的位置處，記錄滴入的水滴數(shù)為a．
（2）他們測石塊質(zhì)量的方法是：把石塊放入小塑料瓶中，使小塑料瓶浮在礦泉水瓶中的水面上，記下水面的位置，取出石塊，用滴管將水滴入小塑料瓶中，使水面到達(dá)原來的位置處，記錄滴入的水滴數(shù)為b．
（3）他們測出石塊密度的表達(dá)式是：ρ_水=$\frac{{bρ}_{水}}{a}$．
（4）他們巧妙地利用了物理課上所學(xué)的研究方法是：等效替代法．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)石塊完全浸沒，石塊的體積等于石塊排開的水的體積；根據(jù)等效替代法分析操作步驟；
（2）石塊漂浮，石塊的重力等于受到的浮力，等于排開的水的重力；根據(jù)等效替代法分析操作步驟；
（3）根據(jù)密度公式ρ=$\frac{m}{V}$可求石塊的密度；
（4）把石塊的體積和質(zhì)量都轉(zhuǎn)變?yōu)樗�的體積和質(zhì)量，來計(jì)算，這是物理上最常用的等效替代法．

解答 解：（1）他們測石塊體積的方法是：把石塊用細(xì)線系住，放在被剪開的礦泉水瓶中，倒入一定量的水，并記下水面的位置；取出石塊，用滴管將水滴入容器中，使水面到達(dá)原來的位置處，記錄滴入的水滴數(shù)為a．設(shè)一滴水的體積為V，則石塊的體積為V_石=aV；
（2）他們測石塊質(zhì)量的方法是：把石塊放入小塑料瓶中，使小塑料瓶浮在礦泉水瓶中的水面上，記下水面的位置；取出石塊，用滴管將水滴入小塑料瓶中，使水面到達(dá)原來的位置處，記錄滴入的水滴數(shù)為b．
由于小塑料瓶浮在的水面上，浮力與重力相等，則G_石=G_水，所以，石塊的質(zhì)量為m_石=bVρ_水；
（3）石塊的密度ρ_石=$\frac{{m}_{石}}{{V}_{石}}$=$\frac{{bVρ}_{水}}{{aV}_{\;}}$=$\frac{{bρ}_{水}}{a}$；
（4）他們巧妙地利用了物理課上所學(xué)的研究方法是等效替代法．
故答案為：（1）用滴管將水滴入容器中，使水面到達(dá)原來的位置處；
（2）浮在礦泉水瓶中的水面上，記下水面的位置；
（3）ρ_石=$\frac{{bρ}_{水}}{a}$；
（4）等效替代法．

點(diǎn)評 本題考查固體密度的測量方法，主要考查了等效替代法在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．