Question

下面是科普社團(tuán)的同學(xué)利用相關(guān)器材測(cè)量一塊不規(guī)則石塊密度的一個(gè)買(mǎi)驗(yàn)過(guò)程．請(qǐng)將他們的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整．
①將托盤(pán)天平放在水平臺(tái)上，將標(biāo)尺上的游碼移到

 

處，調(diào)節(jié)天平右端的平衡螺母，使天平平衡．
②用天平測(cè)量小石塊的質(zhì)量，天平平衡時(shí)，右盤(pán)中的砝碼和標(biāo)尺上的游碼如圖左圖所示，則小石塊的質(zhì)量為

 

g；礦石放入量筒前、后量筒中水面位置如圖右圖所示．礦石的體積是

 

cm³．
③礦石的密度是

 

g/cm³．
④另外一個(gè)同學(xué)提出：如果不使用天平和量筒，而改用測(cè)力計(jì)和和裝有適量清水的燒杯，結(jié)合浮力的知識(shí)同樣可以測(cè)量出這個(gè)石塊的密度．請(qǐng)你寫(xiě)出這個(gè)同學(xué)的實(shí)施方案．

Answer 1

分析：①天平的正確使用方法之一：將托盤(pán)天平放置在水平桌面上，將游碼撥至標(biāo)尺左端零刻度線上；
②物體的質(zhì)量等于右盤(pán)中砝碼的質(zhì)量與標(biāo)尺上游碼所對(duì)應(yīng)的刻度值之和，礦石的體積V=礦石放入量筒后的示數(shù)減去礦石放入量筒前的示數(shù)；
③根據(jù)ρ=

m

V

求得礦石的密度．
④在用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出石塊的重力，根據(jù)m=

G

g

求出質(zhì)量m；再將石塊完全浸沒(méi)在水中，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，根據(jù)F_浮=G-F_示求出浮力，根據(jù)阿基米德原理即可求出石塊浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)水的體積，即石塊的體積，最后根據(jù)ρ=

m

V

求出石塊的密度．

解答：解：①將托盤(pán)天平放在水平臺(tái)上，將標(biāo)尺上的游碼移到零刻度處，調(diào)節(jié)天平右端的平衡螺母，使天平平衡；
②小石塊的質(zhì)量m=50g+3.4g=53.4g；小石塊的體積V=40cm³-20cm³=20cm³．
③礦石的密度ρ=

m

V

=

53.4g

20cm3

=2.67g/cm³
④可以測(cè)量石塊的密度．
步驟：1、用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出石塊重力G，石塊質(zhì)量m=

G

g

，
2、將石塊浸沒(méi)在燒杯的水中，讀出此時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)為F_示，則石塊受到的浮力為F_浮=G-F_示，
根據(jù)阿基米德原理：F_浮=G-F_示=ρ_水gV_排，則石塊的體積：V=V_排=

G-F示

ρ水g

，
3、石塊密度的表達(dá)式：ρ=

m

V

=

G g

G-F示  ρ水g

=

G

G-F示

ρ_水．
故答案為：①零刻度處；②53.4；20；③2.67．
④稱(chēng)重法浸沒(méi)測(cè)浮力，測(cè)重力．分別求出體積和質(zhì)量，再求出密度．

點(diǎn)評(píng)：本題有一定的難度，既考查了常規(guī)的密度測(cè)量方法，又考查了利用阿基米德原理和浮力的知識(shí)間接測(cè)量密度，重點(diǎn)是利用稱(chēng)重法求浮力的大小，再根據(jù)重力求出質(zhì)量，根據(jù)浮力求出體積，最后根據(jù)密度公式求出密度的大�。�