在科學(xué)探究中,某同學(xué)根據(jù)現(xiàn)有的量筒、燒杯、小蠟塊、細(xì)線、水等器材,設(shè)計(jì)了一個測定小蠟塊密度的實(shí)驗(yàn)方案,其實(shí)驗(yàn)步驟如下:
A、用燒杯往量筒里加入適量的水,記下此時水面的示數(shù)V0
B、用細(xì)線拴住小蠟塊,輕輕放入量筒中的水里,靜止時小蠟塊浮在水面上,記下此時水面的示數(shù)V1,然后慢慢(盡量不帶出水)取出小蠟塊.
C、用細(xì)線拴住小鐵塊,輕輕沒入量筒中的水里,記下此時水面的示數(shù)V2,然后慢慢取出小鐵塊.
D、用細(xì)線將小蠟塊和小鐵塊捆在一起.
E、將捆在一起的小蠟塊和小鐵塊,又輕輕沒入量筒中的水里,記下此時水面的示數(shù)V3,然后又慢慢取出小蠟塊和小鐵塊.
由此可知:小蠟塊漂浮時排開水的體積為________,小蠟塊受到水的浮力為________,小蠟塊的總體積為________,小蠟塊的密度為________.(水的密度為ρ水).
V
1-V
0 F
浮=ρ
水g(V
1-V
0) V=V
3-(V
2-V
0) ρ=
分析:(1)在使用天平和量筒測量固體密度時,先用天平稱出物體的質(zhì)量,然后向量筒中倒入適量的水,讀出體積,再把物體浸沒在水中,讀出水面示數(shù),最后根據(jù)密度公式求出物體的密度;
(2)根據(jù)所測量物理量求出蠟塊的體積,根據(jù)公式ρ=
寫出蠟塊密度表達(dá)式.
解答:(1)小蠟塊漂浮時排開水的體積為V
排=V
1-V
0,
小蠟塊受到水的浮力F
浮=ρ
水gV
排=ρ
水g(V
1-V
0);
小蠟塊漂浮,則F
浮=G
蠟,ρ
水g(V
1-V
0)=m
蠟g;
化簡得m
蠟=ρ
水g(V
1-V
0),
(2)因?yàn)橛眉?xì)線拴住小鐵塊,輕輕沒入量筒中的水里,記下此時水面的示數(shù)V
2,則鐵塊的體積為V
鐵=V
2-V
0,
將捆在一起的小蠟塊和小鐵塊,又輕輕沒入量筒中的水里,記下此時水面的示數(shù)V
3,所以小蠟塊的總體積V=V
3-(V
2-V
0)
則小蠟塊的密度ρ=
=
.
故答案為:V
1-V
0;F
浮=ρ
水g(V
1-V
0);V=V
3-(V
2-V
0);
ρ=
.
點(diǎn)評:本題為實(shí)驗(yàn)探究題,考查物體密度小于液體密度的物體如何測量物體的浮力,只有在掌握物體浮沉條件的基礎(chǔ)上,才能較好的答出,要求學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握和靈活應(yīng)用.