Question

（2012·貴州中考）美術(shù)課上同學(xué)們用橡皮泥捏動(dòng)物模型時(shí)，想知道橡皮泥的密度有多大。課后，他們?nèi)×送�一塊橡皮泥，采用了兩種實(shí)驗(yàn)方案，來測量橡皮泥的密度。

方案一：選擇天平、量筒、水和細(xì)線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，操作過程按圖甲所示順序進(jìn)行。

（1）由圖示的實(shí)驗(yàn)操作過程，寫出通過實(shí)驗(yàn)測量出的物理量。

（2）通過什么定義可以計(jì)算橡皮泥的密度值，其值是多少kg/m³？

（3）請你評估：這一實(shí)驗(yàn)測算的密度結(jié)果怎樣？（即測量值比真實(shí)值是“偏大”“偏小”或“準(zhǔn)確”）

方案二：選擇彈簧測力計(jì)（如圖乙）、細(xì)線和裝有水的杯子。實(shí)驗(yàn)過程如下

A.橡皮泥用線系好，掛在彈簧測力計(jì)上讀出示數(shù)F₁；

B.將彈簧測力計(jì)吊著橡皮泥浸沒水中，讀出彈簧測力計(jì)示數(shù)F₂。

①請解釋F₁、F₂的物理意義。

②寫出橡皮泥浸沒水中受到的浮力的表達(dá)式。

③根據(jù)什么原理可以計(jì)算橡皮泥的密度值，并導(dǎo)出表達(dá)式。

Answer 1

方案一：（1）讀取量筒的示數(shù)，利用兩次的示數(shù)之差可得出橡皮泥的體積；讀取天平示數(shù)時(shí)應(yīng)將砝碼質(zhì)量與游碼示數(shù)相加；利用密度的公式可算出橡皮泥的密度。

（2）橡皮泥的體積V=30 cm³-20 cm³=10 cm³；橡皮泥的質(zhì)量m=10 g+3.4 g

=13.4 g；橡皮泥的密度

（3）分析步驟可看出，先測體積，再測質(zhì)量，會對橡皮泥的質(zhì)量造成一定的影響，進(jìn)而影響到密度的結(jié)果。因?yàn)橄葴y體積，再測質(zhì)量時(shí)，橡皮泥沾水后會造成質(zhì)量偏大，因而密度也會偏大。

方案二：用彈簧測力計(jì)測量橡皮泥的重力F₁，把橡皮泥浸沒在水中讀出彈簧測力計(jì)示數(shù)F₂，橡皮泥受到的浮力：F_浮=F₁- F₂，由阿基米德原理可知橡皮泥浸沒在水中受到的浮力為：F_浮=ρ_水gV_排，則橡皮泥的體積

橡皮泥的質(zhì)量:所以橡皮泥的密度為：

答案：方案一：（1）橡皮泥的體積V=10 mL橡皮泥的質(zhì)量m=13.4 g

（2）

（3）偏大

方案二：①F₁表示橡皮泥所受的重力，F(xiàn)₂表示橡皮泥浸沒水中后彈簧測力計(jì)的示數(shù)。

②F=F₁-F₂

③根據(jù)阿基米德原理

F_浮=ρ_水gV_排