Question

小明為了測(cè)量土豆的密度，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案：
①用小刀將土豆削成一端開(kāi)口的空心狀，使其能夠漂浮在水面上；
②在量筒中倒入適量的水，記下水的體積V₁；
③將土豆口朝上，輕輕放入量筒中，使其能夠漂浮在水面上，記下水面所對(duì)應(yīng)的體積V₂；
④將土豆口朝下，使其浸沒(méi)在量筒里的水中，記下水面對(duì)應(yīng)的體積值V₃．
⑤整理器材，計(jì)算土豆的密度．
根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)方案，回答以下問(wèn)題：
（1）若水的密度用ρ_水表示，則削成空心后的土豆的質(zhì)量的表達(dá)式是m_土豆=______；它的體積的表達(dá)式是V_土豆=______．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案，可以得出土豆密度的表達(dá)式是ρ_土豆=______．
（3）若將實(shí)驗(yàn)方案中③、④兩步驟對(duì)調(diào)，則可能造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果______（選填“偏大”或“偏小”），原因是______．

Answer 1

【答案】分析：土豆漂浮在水面上，土豆受到的重力等于浮力，浮力等于土豆排開(kāi)水的重力，求出土豆重力，求出土豆質(zhì)量．
土豆的體積等于土豆浸沒(méi)水中前后水面對(duì)應(yīng)刻度值的差．
知道土豆的質(zhì)量和體積，根據(jù)密度公式求出土豆的密度．
土豆浸沒(méi)在水面，再漂浮的水面上，土豆上沾有水，質(zhì)量會(huì)偏大，浸在水中的體積會(huì)增大．
解答：解：（1）土豆漂浮在水面上，土豆受到的重力等于受到的浮力，浮力等于土豆排開(kāi)水的重力，
所以，G_土豆=F_浮=G_排=ρ_水g（V₂-V₁），
所以，土豆質(zhì)量為：m=ρ_水（V₂-V₁）．
土豆的體積為：V=V₃-V₁．
（2）土豆的密度：=．
（3）如果先測(cè)量土豆的體積，土豆上會(huì)沾有水，質(zhì)量會(huì)偏大，浸在水中的體積會(huì)增大，V₂會(huì)增大，密度會(huì)偏大．
故答案為：（1）ρ_水（V₂-V₁）； V₃-V₁；（2）；（3）偏大；土豆中會(huì)粘有水而使V₂偏大造成測(cè)量結(jié)果偏大．
點(diǎn)評(píng)：測(cè)量固體密度時(shí)，沒(méi)有天平，利用固體漂浮的水面上，利用漂浮條件和阿基米德原理測(cè)量質(zhì)量是比較典型的方法，一定要掌握．