Question

桌上有燒杯（燒杯能直立漂浮在水面上）、大水槽和量筒、記號(hào)筆及足夠的水，要求用這些器材粗略測出一塊小鵝卵石的密度．小剛同學(xué)根據(jù)要求，設(shè)計(jì)出了一種測量方法，基本實(shí)驗(yàn)步驟如圖所示．

（1）根據(jù)圖示的實(shí)驗(yàn)步驟可知：鵝卵石的質(zhì)量是

150

g，鵝卵石體積是

60

cm³，鵝卵石的密度為

2.5×10³

kg/m³．
（2）本實(shí)驗(yàn)中測量鵝卵石質(zhì)量的方法可稱之為“等效替代法”，在學(xué)習(xí)初中物理其他知識(shí)的過程中曾經(jīng)用到過，請舉一例：

研究平面鏡成像實(shí)驗(yàn)時(shí)，用相同的蠟燭替代另一只蠟燭的像

．

Answer 1

分析：（1）①鵝卵石放入燒杯中，一起漂浮在水面上，總重力等于總浮力，取出鵝卵石后，倒入水重新達(dá)到標(biāo)記，倒入的水的質(zhì)量等于鵝卵石的質(zhì)量；
②放入鵝卵石前后，量筒液面的變化量就是鵝卵石的體積；
③鵝卵石的密度等于其質(zhì)量和體積的比值，用公式ρ=

m

V

計(jì)算．
（2）等效替代法是物理方法既是科學(xué)家研究問題的方法，也是學(xué)生在學(xué)習(xí)物理中常用的方法，新課標(biāo)也要求學(xué)生掌握一些探究問題的物理方法．

解答：解：（1）①根據(jù)題意，鵝卵石的質(zhì)量等于取出鵝卵石后，倒入的水的質(zhì)量，倒入水的體積為V=260cm³-110cm³=150cm³，
即m_石=m_水=ρ_水V=1.0g/cm³×150cm³=150g；
②根據(jù)題意，鵝卵石的體積為V_石=260cm³-200cm³=60cm³；
③因此鵝卵石的密度為ρ_石=

m石

V石

=

150g

60cm3

=2.5g/cm³=2.5×10³kg/m³．
（2）比如在研究合力時(shí)，一個(gè)力與兩個(gè)力使彈簧發(fā)生的形變是等效的，那么一個(gè)力就替代了兩個(gè)力所以叫等效替代法，在研究串、并聯(lián)電路的總電阻時(shí)，也用到了這樣的方法．在平面鏡成像的實(shí)驗(yàn)中我們利用兩個(gè)完全相同的蠟燭，驗(yàn)證物與像的大小相同，因?yàn)槲覀儫o法真正的測出物與像的大小關(guān)系，所以我們利用了一個(gè)完全相同的另一根蠟燭來等效替代物體的大�。�
故答案為：（1）150、60、2.5×10³；
（2）研究平面鏡成像實(shí)驗(yàn)時(shí)，用相同的蠟燭替代另一只蠟燭的像．

點(diǎn)評：（1）測量物體的密度一般從測量物體的質(zhì)量和體積入手，然后根據(jù)密度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算；
（2）研究物理問題時(shí)，可以采用很多的方法，如控制變量法、類比法、轉(zhuǎn)換法、模型法等．